ความแข็งแรงของเหล็กกล้าคาร์บอนได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการซึ่งบางอย่างเกี่ยวข้องกับวิธีการเหล็กกล้าอัลลอยด์และอื่น ๆ ที่จัดการกับสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากเหล็กถูกสร้างขึ้น หนึ่งในปัจจัยหลักที่มีผลต่อความแข็งแรงของเหล็กกล้าคาร์บอนคือปริมาณคาร์บอนที่เติมลงในเหล็กก่อนที่จะทำเหล็กเนื่องจากคาร์บอนทำหน้าที่ทั้งในการสร้างและชุบแข็งเหล็ก ในขณะที่เหล็กกล้าคาร์บอนโดยทั่วไปจะไม่มีองค์ประกอบอื่น ๆ รวมอยู่ในโลหะผสมของเหล็กมากนัก แต่การรวมเหล่านี้สามารถเปลี่ยนความแข็งแกร่งความแข็งและคุณสมบัติอื่น ๆ ของเหล็กได้ หลังจากเหล็กกล้าผสมแล้วก็จะถูกความร้อนซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงของมัน
เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ แต่มีบางเกรดที่มีคาร์บอนมากกว่าเหล็กอื่น ปัจจัยใหญ่ในการพิจารณาความแข็งแรงของเหล็กกล้าคาร์บอนคือปริมาณของคาร์บอนเอง สิ่งนี้จำเป็นสำหรับการทำเหล็กในตอนแรกและจะถูกทำให้ร้อนพร้อมกับเหล็กจนกระทั่งทั้งสองละลายและรวมเข้าด้วยกัน คาร์บอนเป็นสารทำให้แข็งยิ่งขึ้นดังนั้นคาร์บอนจึงมีความหมายมากขึ้นและเหล็กกล้าที่แข็งกว่า ในขณะที่การแบ่งเบาบรรเทาจะสามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับเหล็กได้มากขึ้นหลังจากที่ทำเหล็กกล้าคาร์บอนมักจะกำหนดความแข็งรวมของเหล็ก
การรวมกันเป็นเรื่องแปลกในเหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งแตกต่างจากโลหะผสมประเภทอื่น ๆ แต่ถึงแม้จะมีโลหะอื่นจำนวนเล็กน้อยก็สามารถเปลี่ยนความแข็งแกร่งของเหล็กกล้าคาร์บอนได้ โลหะเหล่านี้จะถูกเพิ่มเข้ามาเมื่อเหล็กถูกผสมอยู่ มิฉะนั้นจะต้องหลอมเหล็กในภายหลังเพื่อให้โลหะเหล่านี้ถูกนำไปใช้ โลหะส่วนใหญ่เช่นแมงกานีสฟอสฟอรัสและนิกเกิลถูกเพิ่มเข้าไปในเหล็กกล้าคาร์บอนเพื่อเพิ่มความแข็งแรง โลหะอื่น ๆ เช่นตะกั่วและทองแดงจะทำให้เหล็กอ่อนลง แต่สามารถช่วยให้เครื่องจักรหรืองานเชื่อมง่ายขึ้นซึ่งจะเป็นประโยชน์
เหล็กส่วนใหญ่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กกล้าคาร์บอนแม้ว่าบางครั้งจะใช้เหล็กตามที่เป็นอยู่ มีวิธีการที่แตกต่างกันมากมายสำหรับเหล็กกล้าที่แบ่งเบาและแต่ละวิธีจะเพิ่มคุณสมบัติที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้วเหล็กถูกวางไว้ในเตาเผาหรือพื้นที่ใกล้เคียงที่ซึ่งเหล็กร้อนพอที่จะทำให้มันเป็นสีฟ้า แต่ไม่เพียงพอที่จะละลาย หลังจากทำซ้ำกระบวนการนี้หลายครั้งความแข็งแรงของเหล็กกล้าคาร์บอนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างมาก
