Karstumizturīgs-tērauds attiecas uz tēraudu ar augstu-temperatūras oksidācijas izturību un augstu-temperatūras izturību. Augstas-temperatūras oksidācijas izturība ir svarīgs nosacījums, lai nodrošinātu apstrādājamo detaļu ilglaicīgu darbību augstā temperatūrā. Oksidējošā vidē, piemēram, augstas -temperatūras gaisā, skābeklis ķīmiski reaģē ar tērauda virsmu, veidojot dažādus dzelzs oksīda slāņus. Šis oksīda slānis ir ļoti porains, zaudē sākotnējās tērauda īpašības un ir viegli nolobāms. Lai uzlabotu tērauda izturību pret oksidēšanos augstā temperatūrā, tēraudam tiek pievienoti leģējošie elementi, tādējādi mainot oksīdu struktūru. Parasti izmantotie leģējošie elementi ir hroms, silīcijs un alumīnijs. Tie reaģē ar skābekli, veidojot blīvu un stabilu oksīda slāni vai pasivācijas slāni, piemēram, Cr2O3, SiO2 vai Al2O3, uz tērauda virsmas, lai aizsargātu tēraudu no turpmākas oksidācijas. Lielāks hroma, silīcija un alumīnija daudzums nodrošina labāku izturību pret oksidēšanu augstā temperatūrā, bet pārmērīgs silīcija un alumīnija daudzums pasliktina tērauda mehāniskās īpašības un apstrādājamību. Tāpēc karstumizturīgs tērauds izmanto hromu kā galveno sakausējuma elementu un silīciju un alumīniju kā palīgelementus. Īsāk sakot, tērauda izturība pret oksidēšanos augstā temperatūrā ir saistīta tikai ar tā ķīmisko sastāvu.
Augsta{0}}temperatūras izturība attiecas uz tērauda spēju ilgstoši izturēt mehāniskas slodzes augstā temperatūrā. Tērauds augstās temperatūrās piedzīvo divus galvenos mehānisko slodžu veidus: mīkstināšanu (stiprība samazinās, paaugstinoties temperatūrai) un šļūde (laika gaitā lēni pieaug plastiskā deformācija pastāvīgā spriedzē). Plastisko deformāciju tēraudā augstā temperatūrā izraisa intragranulāra slīdēšana un graudu robežslīdēšana. Leģēšana parasti tiek izmantota, lai uzlabotu tērauda izturību augstās -temperatūras temperatūrā. Tas ietver leģējošu elementu pievienošanu, lai uzlabotu starpatomisko saiti un radītu labvēlīgas mikrostruktūras. Hroma, molibdēna, volframa, vanādija un titāna pievienošana nostiprina tērauda matricu, paaugstina pārkristalizācijas temperatūru un veido pastiprinošus karbīdus vai intermetāliskus savienojumus, piemēram, Cr23C6, VC un TiC. Šīs pastiprinošās fāzes ir stabilas augstā temperatūrā, nešķīst, neagregējas un saglabā savu cietību. Niķeļa pievienošana galvenokārt ir paredzēta austenīta iegūšanai. Austenītam ir blīvāks atomu izvietojums nekā ferītam, kā rezultātā veidojas spēcīgāka starpatomiskā saite un mazāka atomu difūzija. Tāpēc austenīts uzrāda labāku izturību augstā{13}}temperatūrā. Ir skaidrs, ka karstumizturīgā tērauda izturība augstā temperatūrā ir saistīta ne tikai ar tā ķīmisko sastāvu, bet arī ar tā mikrostruktūru.