De belangrijkste componenten van koolstofstalen platen zijn ijzer (Fe) en koolstof (C). IJzer vormt als belangrijkste metaal de basisstructuur van het materiaal, terwijl koolstof het belangrijkste element is dat de prestaties ervan bepaalt. Het koolstofgehalte varieert in het algemeen van 0,02% tot 2,1%. Veranderingen in het koolstofgehalte veranderen de sterkte, hardheid en taaiheid van het staal, waardoor het de belangrijkste bron wordt van prestatieverschillen in koolstofstalen platen.
Naast ijzer en koolstof kunnen koolstofstalen platen ook kleine hoeveelheden mangaan (Mn) en silicium (Si) bevatten. Mangaan verbetert voornamelijk de sterkte en de eigenschappen voor warmverwerken, terwijl silicium de elasticiteit en oxidatieweerstand van het staal helpt verbeteren. Deze elementen zijn meestal in kleine hoeveelheden aanwezig, maar spelen een cruciale rol bij het reguleren van de algehele prestaties van het materiaal.
Koolstofstalen platen bevatten ook sporen van onzuiverheden zoals fosfor (P) en zwavel (S), die over het algemeen strikte controle vereisen. Een te hoog fosforgehalte vermindert de taaiheid, terwijl zwavel de verwerkings- en laseigenschappen van het materiaal kan beïnvloeden. Daarom worden onzuiverheden doorgaans tijdens het smeltproces onder controle gehouden om de stabiele kwaliteit en het betrouwbare gebruik van koolstofstalen platen te garanderen.