Хімічний склад рейкової сталі характеризується добавками до заліза, основними з яких є:
- вуглець;
- марганець;
- кремній;
- миш’як;
- ванадій;
- титан;
- цирконій та ін.
Вихідним матеріалом для виплавки сталі є чавун та сталевий лом- у мартенівському процесі і чавун- при киснево-конверторному способі. Утримання вуглецю у сталі повинно бути у межах 0,71-0,82%. Марганець збільшує твердість, зносостійкість.
Фосфор та сірка є шкідливими домішками, що надають сталі ломкості. При великому вмісті фосфору рейки стають холодноломкими, тобто крихкими. При великому вмісті сірки рейки стають червоноплавкими, тобто у них виникають тріщини внаслідок прокату.