Paslanmaz çelik, yüzeyinde koruyucu bir tabaka oluşturarak oksijenin demirle temas etmesini önleyen kimyasal yapısı sayesinde neredeyse paslanmazdır.
Çelik, demirin oksijenle reaksiyona girmesi sonucu paslanır ve demir oksit oluşur, bu da demiri aşındırarak malzemenin daha az güvenli ve daha çirkin görünmesine neden olabilir. Paslanmaz çeliğin kimyasal bileşimi, havadaki ve ortamdaki oksijenin çeliğin içindeki demirle temas etmesini önleyerek, zararlı oksidasyon reaksiyonlarının önlenmesine yardımcı olur.

Paslanmaz çelik genellikle yaklaşık %62-75 oranında demir, %1 karbon, %10,5'ten fazla krom ve birkaç yüzde nikel içerir, bu da malzemeyi daha dayanıklı ve işlenmesi daha kolay hale getirir. Çelik ise genellikle %99 demir ve yaklaşık %0,2 - 1 oranında karbon içeren bir alaşımdır.
Dünya Çelik Birliği ile işbirliği yapan Belçikalı kar amacı gütmeyen kuruluş Worldstainless'ın genel sekreteri malzeme bilimci Tim Collins'e göre krom, paslanmaz çeliğin paslanmaya karşı direncinde önemli bir rol oynuyor.
Krom, hem havada hem de su altında ortamdaki oksijenle reaksiyona girerek metal yüzeyinde pasif bir krom oksit (Cr2O3) tabakası oluşturarak, oksijenin çelik içindeki demirle temas edip paslanmasını önler.
Paslanmaz çelik üzerindeki krom oksit tabakası sadece birkaç nanometre kalınlığındadır, görünmezdir ve hasar gördüğünde kendini iyileştirme özelliğine sahiptir. İnerttir, diğer bileşiklerle kimyasal reaksiyona girmez ve dışarı sızmaz. Bu özellikler paslanmaz çeliği gıda üretimi, cerrahi ve diğer birçok uygulama için oldukça uygun hale getirir.
Paslanmaz çelik, 1912 yılında İngiliz metalurjist Harry Brearle tarafından silah namlularındaki korozyonu önlemek için çelik alaşımları üzerinde araştırma yaparken geliştirildi. Brearley, demir, karbon, krom ve nikelden oluşan bir alaşım yarattı, ancak silah namluları için uygun olmadığı için bunu evinin arka tarafına attı. Birkaç hafta sonra avludaki alaşımın paslanmadığını gördü ve bunu kullanarak malzemeyi geliştirdi ve 1915 yılında ürünü piyasaya sundu.
Paslanmaz çelik üretimi karmaşık bir işlem olup alaşımda özel metal bileşenleri (su altı uygulamaları için molibden gibi) bulunduğundan üretim maliyeti normal çelikten 3 - 5 kat daha fazladır. Bu nedenle günümüzde çelik gerektiren uygulamaların çoğunda normal çelik veya karbon çeliği kullanılmaktadır.