低合金高強度鋼一般為鐵素體-球光體顯微組織，與碳素鋼一樣其性能受顯微組織變化的影響。這就是可以通過增加珠光體的數量、提高組織的細化程度和增加分散相的數量(沉淀硬化)來提高強度。但是，除了較細的顯微組織(細晶粒度)也提高缺口韌性之外，隨著這些顯微組織提高了強度，通常與強度提高成比例地降低缺口韌性。軋制鋼材的細晶粒組織一般通過在低的熱軋溫度下控制軋制來得到。當減小晶粒尺寸時，如控制軋制，其對缺口韌性的有利影響超過沉淀硬化的有害影響。因而鈮處理鋼控制軋制可以得到極好的強度和韌性的組合。除了顯微組織的影響之外，某些合金元素有固溶強化鐵素體的作用。低合金高強度鋼的耐大氣腐蝕性能是由其本身的化學成分決定的。
碳
碳是很經濟的強化元素之一。當金屬極電弧焊需要避免焊接處附近熱影響區的脆性時，一般應限制碳含量低于某個最大值。由于存在某些合金元素，所以可能會提高低合金高強度鋼的淬透性，以致在熱影響區內馬氏體形成的趨勢增加。碳含量愈高，馬氏體型的組織愈硬。因而對于某一碳含量的低合金高強度鋼可能需要低氫焊條和(或)預熱，而對低碳鋼則不需要。同樣原因，當火焰切割低合金高強度鋼時也可能需要預熱和(或)切割后熱處理。
