Оскільки мартенситно-старююча сталь зміцнюється за рахунок осадження інтерметалічних сполук, утворених деякими елементами сплаву під час старіння, а не за рахунок осадження перенасиченого розчину вуглецю чи карбіду, вуглець у сталі, як і сірка та фосфор, є шкідливим домішковим елементом. Потрібно, щоб чим нижчий вміст вуглецю, тим краще. Зазвичай він не повинен перевищувати {{0}}.03 відсотка (для важливих цілей він має бути меншим за 0,01 відсотка). Основними легуючими елементами сталі є нікель, кобальт, молібден, титан,
Хром і марганець можна використовувати для часткової заміни нікелю та кобальту в мартенситно-старих сталях, вольфрам також можна використовувати для заміни молібдену або ванадій для заміни кобальту в нещодавно розроблених безкобальтових сталях. Кремній є домішковим елементом, і його вміст не повинен перевищувати {{0}}.1 відсотка. Алюміній I зазвичай додають як розкислювач при виробництві сталі, і його залишкова кількість коливається від 0.05 відсотка до 0,2 відсотка. Крім того, такі мікроелементи, як бор, цирконій, кальцій, магній і рідкоземельні елементи, можна використовувати для поліпшення деяких властивостей сталі.
