對于不鏽鋼，随着合金添加，基本機械強度增加，但各組不鏽鋼的原子結構差異具有重要的影響。

與别的合金鋼一樣，隻有馬氏體不鏽鋼可通過熱處理硬化。 沉澱硬化不鏽鋼通過熱處理而強化，但對馬氏體類型使用不同的機制。 通過适當的熱處理形成小的顆粒，并且作為鋼基體中的加強劑。 鐵素體，奧氏體和雙相不能通過熱處理強化或硬化，但作為強化機制對冷加工有不同程度的響應。

鐵素體類型在環境溫度下具有有用的機械性能，但與奧氏體相比具有有限的延展性。 它們不是用于低溫應用，因為在越過約600攝氏度的高溫下失去沖擊韌性和失去強度， 盡管已經成功地用于諸如汽車排氣系統的應用。

奧氏體類型具有其自有的面心立方體‘fcc’原子排列，具有自己的特性。 在機械方面，它們在低溫下具有好的延展性和沖擊韌性。

與别的類型的不鏽鋼的重要物理性質差異在于它們是“非磁性的”，即具有低的相對磁導率， 隻要它們全柔化就行。 它們還具有比别的不鏽鋼類型低的導熱率和高的熱膨脹率。雙相類型具有奧氏體和鐵素體的“混合”結構，具有這些類型的一些特性， 但從本質上來說，它們比鐵素體或奧氏體類型具有強的機械強度。