化學成分
合金元素：鋼材中添加的合金元素如鉻、鎳、鉬、鎢等，會改變鋼材的原子排列方式和晶體結構，進而影響密度。例如，鎳元素的加入會使鋼材的密度略有增加，因為鎳的原子質量相對較大，在鋼材中替代部分鐵原子后，會使單位體積內的質量增大。
碳含量：碳是鋼材中重要的元素之一，隨著碳含量的增加，鋼材的密度會有所降低。這是因為碳的原子半徑比鐵小，在鋼鐵晶格中，碳原子會占據晶格間隙，使晶格發生畸變，導致單位體積內原子數量減少，從而密度降低。
微觀組織
晶體結構：鋼材的晶體結構有多種，如面心立方結構、體心立方結構等。不同晶體結構的原子堆積方式不同，導致其密度也有所差異。一般來說，面心立方結構的鋼材密度相對較高，因為這種結構的原子堆積更為緊密。
缺陷和孔隙：鋼材內部的缺陷和孔隙會使實際密度降低。例如，在鋼材的生產過程中，如果出現氣孔、縮孔等缺陷，會使單位體積內鋼材的有效質量減少，從而導致密度下降。
韌性與延展性：密度對鋼材的韌性和延展性也有一定影響。通常情況下，密度適中的鋼材可能具有較好的韌性和延展性。如果密度過高，鋼材可能會變得過于堅硬和脆，導致韌性和延展性下降；而密度過低，鋼材的強度不足，也會影響其在承受沖擊和拉伸載荷時的性能。例如，純鐵的密度相對較低，其韌性和延展性較好，但強度不足；而高碳鋼的密度相對較高，強度較高，但韌性和延展性相對較差。
機械制造
承受高負荷的零件：如發動機曲軸、大型齒輪等，需要鋼材具有高的強度、硬度和耐磨性。可選用密度較高的合金結構鋼，如 40Cr、35CrMo 等，通過合適的熱處理工藝，能獲得良好的綜合力學性能，以適應高負荷的工作條件。
要求精度的零件：像機床導軌、精密絲杠等，除了需要一定的強度外，還要求鋼材具有良好的尺寸穩定性和較低的熱膨脹系數。此時可考慮選用密度適中、性能穩定的鋼材，如一些經過特殊處理的合金工具鋼，以保證零件在長期使用過程中的精度。
