Stahl ist eine feste Lösung, eine Unterart chemischer Mischungen, die aus zwei oder mehr Molekülen in einem festen Zustand bestehen, die sich zu einer einzigen Substanz verbinden und dabei ihre individuelle Identität beibehalten. Die Metalle, aus denen Stahl besteht sind nicht chemisch miteinander verbunden.
Stahl ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Eisen besteht, dem etwas Kohlenstoff hinzugefügt wurde. Viele Stähle fügen dem Eisen-Stahl-Gemisch andere Metalle hinzu, die der gesamten Substanz wünschenswerte Eigenschaften wie Festigkeit, Hitzebeständigkeit oder Flexibilität verleihen. Stahl wird eher als Mischung denn als Verbindung betrachtet, da sich das Eisen nicht chemisch mit dem Kohlenstoff und anderen Komponenten verbindet. Stattdessen sind die Kohlenstoffatome in einfachen Eisen-Kohlenstoff-Legierungen klein genug, um sich in die offenen Räume des Eisenkristalls einzustreuen. In Stahllegierungen mit schwereren Elementen wie Nickel ersetzen die Nickelatome einen Teil der Eisenatome in der Kristallstruktur.
