Η αντοχή του ανθρακούχου χάλυβα επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, μερικοί από τους οποίους αφορούν τον τρόπο κράματος του χάλυβα και άλλοι με το τι συμβαίνει μετά τη δημιουργία του χάλυβα. Ένας από τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή του ανθρακούχου χάλυβα είναι η ποσότητα άνθρακα που προστίθεται στο σίδηρο πριν από την κατασκευή του χάλυβα, επειδή ο άνθρακας χρησιμεύει τόσο για τη δημιουργία όσο και για τη σκλήρυνση του χάλυβα. Ενώ ο ανθρακούχο χάλυβας συνήθως δεν έχει πολλά από άλλα στοιχεία που περιλαμβάνονται στο κράμα χάλυβα, αυτά τα εγκλείσματα μπορούν να αλλάξουν την αντοχή, τη σκληρότητα και άλλα χαρακτηριστικά του χάλυβα. Αφού κραματωθεί ο χάλυβας, μπορεί στη συνέχεια να υποβληθεί σε θερμότητα, η οποία μπορεί να αυξήσει την αντοχή του.
Ο ανθρακούχος χάλυβας είναι ένας τύπος χάλυβα που περιέχει γενικά χαμηλή ποσότητα άνθρακα, αλλά υπάρχουν ορισμένες ποιότητες που έχουν περισσότερο άνθρακα από άλλες. Ένας μεγάλος παράγοντας για τον προσδιορισμό της αντοχής του ανθρακούχου χάλυβα είναι η ίδια η ποσότητα άνθρακα. Αυτό είναι απαραίτητο για την παραγωγή χάλυβα στην πρώτη θέση και θερμαίνεται μαζί με σίδηρο μέχρι να λιώσουν και να ενωθούν το ένα με το άλλο. Ο άνθρακας είναι σκληρυντικό, επομένως περισσότερος άνθρακας σημαίνει ισχυρότερο και σκληρότερο χάλυβα. Ενώ η σκλήρυνση θα μπορεί να ενισχύσει περισσότερο τον χάλυβα μετά την κατασκευή του, ο άνθρακας συχνά υπαγορεύει τη συνολική σκληρότητα του χάλυβα.
Τα εγκλείσματα είναι ασυνήθιστα στον ανθρακούχο χάλυβα, σε αντίθεση με ορισμένους άλλους τύπους κραμάτων χάλυβα, αλλά ακόμη και μια μικρή ποσότητα άλλων μετάλλων έχει την ικανότητα να αλλάζει την αντοχή του ανθρακούχου χάλυβα. Αυτά τα μέταλλα προστίθενται όταν ο χάλυβας είναι σε κράμα. Διαφορετικά, ο χάλυβας πρέπει να λιώσει αργότερα για να εισαχθούν αυτά τα μέταλλα. Τα περισσότερα μέταλλα, όπως το μαγγάνιο, ο φώσφορος και το νικέλιο, προστίθενται στον ανθρακούχο χάλυβα για να αυξήσουν την αντοχή του. Άλλα μέταλλα, όπως ο μόλυβδος και ο χαλκός, αποδυναμώνουν τον χάλυβα, αλλά μπορούν να διευκολύνουν τη μηχανική επεξεργασία ή τη συγκόλληση, κάτι που μπορεί να είναι ευεργετικό.
Το μεγαλύτερο μέρος του χάλυβα υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία αφού έχει κραματωθεί για να βοηθήσει στην αύξηση της αντοχής του ανθρακούχου χάλυβα, αν και ο χάλυβας μερικές φορές χρησιμοποιείται ως έχει. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μέθοδοι διαθέσιμες για τη σκλήρυνση του χάλυβα, και η καθεμία χρησιμεύει για την αύξηση των διαφορετικών χαρακτηριστικών. Ο χάλυβας συνήθως τοποθετείται σε κλίβανο ή παρόμοια περιοχή, όπου ο χάλυβας θερμαίνεται αρκετά ώστε να αποκτήσει μπλε χρώμα αλλά όχι αρκετά για να λιώσει. Μετά από επανάληψη αυτής της διαδικασίας πολλές φορές, η αντοχή του ανθρακούχου χάλυβα τείνει να αυξάνεται δραματικά.