Lämmönkestävä-teräs tarkoittaa terästä, jolla on korkea-lämpötilojen hapettumiskestävyys ja korkea-lämpötilalujuus. Korkean-lämpötilojen hapettumisenkestävyys on tärkeä edellytys työkappaleiden pitkäaikaisen-käytön varmistamiseksi korkeissa lämpötiloissa. Hapettavissa ympäristöissä, kuten korkean lämpötilan -ilmassa, happi reagoi kemiallisesti teräksen pinnan kanssa muodostaen erilaisia rautaoksidikerroksia. Tämä oksidikerros on erittäin huokoinen, menettää teräksen alkuperäiset ominaisuudet ja irtoaa helposti. Teräksen korkean lämpötilan hapettumisenkestävyyden parantamiseksi teräkseen lisätään seosaineita, mikä muuttaa oksidien rakennetta. Yleisesti käytettyjä seosaineita ovat kromi, pii ja alumiini. Ne reagoivat hapen kanssa muodostaen tiheän ja stabiilin oksidikerroksen tai passivointikerroksen, kuten Cr2O3, SiO2 tai Al2O3, teräksen pinnalle suojaamaan terästä lisähapettumiselta. Suuremmat määrät kromia, piitä ja alumiinia johtavat parempaan korkeiden lämpötilojen hapettumisenkestävyyteen, mutta liialliset piin ja alumiinin määrät heikentävät teräksen mekaanisia ominaisuuksia ja prosessoitavuutta. Siksi lämmönkestävässä teräksessä käytetään kromia pääseoselementtinä ja piitä ja alumiinia apuelementteinä. Lyhyesti sanottuna teräksen korkean lämpötilan hapettumisenkestävyys{23}on liittyy vain sen kemialliseen koostumukseen.
Korkean{0}}lämpötilan lujuus viittaa teräksen kykyyn kestää mekaanista kuormitusta pitkiä aikoja korkeissa lämpötiloissa. Teräs kokee korkeissa lämpötiloissa kahta päätyyppiä mekaanista kuormitusta: pehmenemistä (lujuus heikkenee lämpötilan noustessa) ja virumista (hitaasti kasvava plastinen muodonmuutos ajan myötä jatkuvassa jännityksessä). Teräksen plastinen muodonmuutos korkeissa lämpötiloissa aiheutuu rakeidensisäisestä liukumisesta ja raerajojen liukumisesta. Seostamista käytetään yleisesti parantamaan teräksen lujuutta korkeissa lämpötiloissa. Tämä sisältää seosaineiden lisäämisen atomien välisen sidoksen parantamiseksi ja suotuisten mikrorakenteiden luomiseksi. Kromin, molybdeenin, volframin, vanadiinin ja titaanin lisääminen vahvistaa teräsmatriisia, nostaa uudelleenkiteytyslämpötilaa ja muodostaa vahvistavia karbideja tai metallien välisiä yhdisteitä, kuten Cr23C6, VC ja TiC. Nämä vahvistusfaasit ovat stabiileja korkeissa lämpötiloissa, eivät liukene, eivät aggregoidu ja säilyttävät kovuutensa. Nikkelin lisäämisellä pyritään ensisijaisesti saamaan austeniittia. Austeniitilla on tiheämpi atomijärjestely kuin ferriitillä, mikä johtaa vahvempaan atomien väliseen sidokseen ja vähemmän atomidiffusioon. Siksi austeniitilla on parempi lujuus korkeassa{13}}lämpötiloissa. On selvää, että lämmönkestävän teräksen korkean lämpötilan lujuus ei liity pelkästään sen kemialliseen koostumukseen vaan myös sen mikrorakenteeseen.