Własności mechaniczne określonego gatunku stali zależą od składu chemicznego, technologii wytwarzania stali oraz obróbki cieplnej wyrobów. Własności wytrzymałościowe są określone wytrzymałością doraźną Rr, granicą plastyczności Qr i wydłużeniem, Dla niektórych gatunków stali są przeprowadzane próby udarności, próby na zginanie oraz próby twardości. Normy dla stali nie przewidują badań własności spawalniczych.
Własności wytrzymałościowe są określone w pewnych granicach i zmieniają się w zależności od odchyłek w składzie chemicznym wyrobów walcowanych, a szczególnie od zawartości węgla (rys. 7). Ze wzrostem zawartości węgla podwyższa się wytrzymałość doraźna, a zmniejsza się wydłużenie. Podwyższa się również i granica plastyczności, natomiast zmniejsza się obszar odkształceń plastycznych W takich przypadkach przyjmuje się umowną granicę plastyczności, odpowiadającą odkształceniom trwałym równym 0,2% długości pomiarowej (Reoi)
Odkształcenia sprężyste są proporcjonalne do naprężeń w granicy prawa Hooke’a. Po obciążeniu materiału do granicy plastyczności a następnie odciążeniu, materiał zachowuje zdolność do pracy sprężystej. Dopiero kilkakrotne obciążenie do granicy plastyczności wyczerpuje własności plastyczne materiału tak dalece, że przy kolejnym obciążeniu następuje zerwanie materiału bez odkształceń. Własności mechaniczne stali określa się za pomocą prób na rozciąganie, przy jednoosiowym stanie napięć. Inaczej zachowuje się próbka przy dwuosiowym stanie napięć (rys. 8). W zależności od stosunku naprężeń wzajemnie prostopadłych ax i uy wzrasta wytrzymałość na rozciąganie, lecz znacznie spada wydłużenie. Jeszcze większy spadek własności plastycznych zachodzi przy wieloosiowym stanie napięć. Zastosowanie wysokiej temperatury w procesie spawania lub cięcia gazowego, wywołuje zmiany strukturalne w materiale rodzimym w strefie wpływu ciepła.