耐热钢是指具有高温抗氧化性和高温强度的钢。高温抗氧化性是确保工件在高温下持久作业的重要条件。钢件在高温空气等氧化环境中，氧与钢表面产生化学反应生成多种铁的氧化物层，该氧化物层很疏松，失去了钢的原有特性，极易脱落。为了提高钢的高温抗氧化性，向钢中参加合金元素，从而改动氧化物的结构。常用的合金元素有铬、硅、铝等。它们与氧反应，在钢的表面上生成细密的、安稳的氧化物层，或许说钝化层Cr2O3、SiO2或许Al2O3等，以维护钢不再持续氧化。铬、硅、铝参加量多，钢的高温抗氧化好，可是若硅、铝参加量太多，钢的力学性能和工艺性变差。所以，耐热钢以铬为首要合金元素，以硅、铝为辅助元素，总之，钢的高温抗氧化性只与化学成分有关。

高温强度系指钢在高温下可以长时间坚持接受机械载荷的能力。钢在高温下接受机械载荷一是软化，即强度随温度升高而下降。二是蠕变，即在恒定应力的作用下，塑性变形量随时间延长而缓慢增大，钢在高温下的塑性变形是由晶内滑移和晶界滑移造成。提高钢的高温强度，一般选用合金化办法。亦是向钢中参加合金元素，提高原子间的结合力及构成有利的组织。参加铬、钼、钨、钒、钛等，可强化钢的基体，提高再结晶温度，还可构成强化相碳化物或金属间化合物，如Cr23C6、VC、TiC等。这些强化相在高温下安稳，不溶解，不集合长大，并坚持其硬度。参加镍元素，首要是为了得到奥氏体。奥氏体比铁素体中的原子摆放严密，原子间结合力强，原子分散较难。所以奥氏体的高温强度较好。可见，耐热钢的高温强度不只与化学成分有关，并且还与组织有关。