軸承鋼中的化學成分主要是碳、鉻、硅、錳、鎳、鉬、釩等。
a 碳的影響
除了滲碳鋼外，一般軸承鋼的含碳量在0.95—1.15%，屬于過共析成分。這樣在淬火和低溫回火后能得到高的硬度、高的接觸疲勞強度和耐磨性。為了形成足夠的碳化物以增加耐磨性，含碳量不能太低，但是過高的含碳量會增加碳化物的不均勻性并且會形成網狀碳化物使力學性能降低。
b 合金元素的影響
鉻是軸承鋼的主要化學成分，鉻能夠提高淬透性，減少過熱傾向，提高低溫回火穩定性。硅、錳在軸承鋼中主要提高淬透性。鎳在滲碳軸承鋼中能使鋼的韌性和塑性有所提高，鎳可以提高鋼對疲勞的抗力和減小鋼對缺口的敏感性。鉬在鋼中能提高淬透性和熱強性，防止回火脆性，增加在某些介質中的抗蝕性。釩在軸承鋼中提高強度和屈服比，特別是提高比例極限和彈性極限，降低熱處理時脫碳敏感性，從而提高了表面質量，無鉻含釩的軸承鋼，碳化物彌散度高，使用性能良好。