A hőálló-acél olyan acélra vonatkozik, amely magas-hőmérsékletű oxidációállósággal és magas hőmérsékleti szilárdsággal{2}} rendelkezik. A magas hőmérsékletű -oxidációval szembeni ellenállás fontos feltétele a munkadarabok hosszú távú, magas hőmérsékleten való -működésének. Oxidáló környezetben, például magas hőmérsékletű levegőben, az oxigén kémiai reakcióba lép az acél felületével, és különböző vas-oxid rétegeket képez. Ez az oxidréteg nagyon porózus, elveszti az acél eredeti tulajdonságait, és könnyen leválik. Az acél magas hőmérsékletű{10}}oxidációval szembeni ellenálló képességének javítása érdekében ötvözőelemeket adnak az acélhoz, ezáltal megváltoztatva az oxidok szerkezetét. Az általánosan használt ötvözőelemek közé tartozik a króm, a szilícium és az alumínium. Oxigénnel reagálva sűrű és stabil oxidréteget vagy passzivációs réteget (például Cr2O3, SiO2 vagy Al2O3) képeznek az acél felületén, hogy megvédjék az acélt a további oxidációtól. A nagyobb mennyiségű króm, szilícium és alumínium jobb magas hőmérsékletű oxidációállóságot eredményez, de a túlzott mennyiségű szilícium és alumínium rontja az acél mechanikai tulajdonságait és feldolgozhatóságát. Ezért a hőálló acél fő ötvözőelemként krómot, segédelemként pedig szilíciumot és alumíniumot használ. Röviden, az acél magas hőmérsékletű oxidációval szembeni ellenállása csak a kémiai összetételével függ össze.
A magas-hőmérsékletű szilárdság az acél azon képességére utal, hogy hosszú ideig ellenáll a mechanikai terheléseknek magas hőmérsékleten. Az acél két fő mechanikai terhelésnek van kitéve magas hőmérsékleten: a lágyulás (a szilárdság csökken a hőmérséklet emelkedésével) és a kúszás (állandó feszültség alatt az idő múlásával lassan növekvő képlékeny alakváltozás). Az acél képlékeny alakváltozását magas hőmérsékleten a szemcsén belüli csúszás és a szemcsehatár-csúszás okozza. Az ötvözést általában az acél magas hőmérsékletű -szilárdságának javítására használják. Ez magában foglalja az ötvöző elemek hozzáadását az atomok közötti kötés fokozása és a kedvező mikrostruktúrák létrehozása érdekében. Króm, molibdén, volfrám, vanádium és titán hozzáadása megerősíti az acélmátrixot, növeli az átkristályosítási hőmérsékletet, és erősítő karbidokat vagy intermetallikus vegyületeket képez, mint például a Cr23C6, VC és TiC. Ezek az erősítő fázisok magas hőmérsékleten stabilak, nem oldódnak, nem aggregálódnak, és megőrzik keménységüket. A nikkel hozzáadásának elsődleges célja az ausztenit kinyerése. Az ausztenitnek sűrűbb atomelrendezése van, mint a ferritnek, ami erősebb atomközi kötést és kisebb atomi diffúziót eredményez. Emiatt az ausztenit magas hőmérsékleten{13}}jobb szilárdságot mutat. Nyilvánvaló, hogy a hőálló acél magas hőmérsékletű szilárdsága nemcsak kémiai összetételével, hanem mikroszerkezetével is összefügg.