L'acciaio è una soluzione solida, un sottotipo di miscele chimiche che coinvolgono due o più molecole allo stato solido che si combinano per formare una singola sostanza mantenendo le loro identità individuali. I metalli componenti che compongono l'acciaio non sono legati chimicamente insieme.
L'acciaio è una lega composta principalmente di ferro, con aggiunta di carbonio. Molti acciai aggiungono alla miscela ferro-acciaio altri metalli che conferiscono all'intera sostanza proprietà desiderabili come resistenza, resistenza al calore o flessibilità. L'acciaio è considerato una miscela piuttosto che un composto perché il ferro non si lega chimicamente con il carbonio e altri componenti. Invece, in semplici leghe di ferro-carbonio, gli atomi di carbonio sono abbastanza piccoli da intersecarsi tra gli spazi aperti del cristallo di ferro. Nelle leghe di acciaio che coinvolgono elementi più pesanti come il nichel, gli atomi di nichel sostituiscono alcuni degli atomi di ferro nella struttura cristallina.
