Demir ve çelik arasındaki kritik farklardan biri, dünyada doğal olarak demir bulabilmenizdir. Ancak çelik, işlenmesi gereken insan yapımı bir alaşımdır. Farklı çelik türleri üretmek için çeliğe çeşitli başka metaller de ekleyebilirsiniz. Çelik ayrıca demirden daha güçlüdür, daha dayanıklıdır ve kolayca paslanmaz, bu da onu birçok ürün ve inşaat ihtiyacı için ideal kılar.

Demir ve çelik genellikle birbirinin yerine anılır, ancak gerçekte oldukça farklıdırlar. Başlamak için, demir temel elementtir ve çelik, yeni bir bileşik oluşturan demir ve karbonun birleşimidir.

Çelik, demirden daha güçlüdür (akma ve nihai gerilme mukavemeti) ve birçok demir türünden de daha dayanıklıdır (genellikle kırılma tokluğu olarak ölçülür). En yaygın çelik türleri, ağırlıkça % 0,5'ten daha az karbon ilavesine sahiptir. Daha yüksek oranda karbon ilavesi, mukavemeti arttırırken çeliğin kırılgan hale gelmesine neden olur. Çelikte yaygın olarak bulunan diğer elementler manganez, silikon, fosfor ve kükürttür. "Alaşımlı çelik" olarak adlandırılan çelik sınıfı ayrıca nikel, krom, molibden ve vanadyum ilavelerine sahip olabilir. Paslanmaz çelikkrom içeren popüler bir düşük karbon içerikli çeliktir. Eklenen her bir element, küçük miktarlarda bile, çelik alaşımına arzu edilen ilave özellikler katar. Çelik alaşımının reçetesi kontrol edildiğinde ve malzeme doğru işlendiğinde, çoğunluğu demirden oluşan bir alaşım şimdiye kadar icat edilmiş en faydalı malzemelerden biri haline gelir.

Erime noktası düşük olduğu için demirin dökümü çelikten daha kolaydır. Daha fazla karbon, dökümü daha pahalı hale getiren daha yüksek bir döküm sıcaklığına neden olabilir.