Hovedingrediensen i ildståll er jern. Ved høy temperatur vil jern brenne. Helt fra antikken av har ildstål vært tilsatt karbon, slik at forbindelsen har vært et , derav navnet «ildstål». Karbonets funksjon er å gjøre jernet hardere og sprøere, slik at det lettere slipper av fliser som selvantenner av friksjonsvarmen. Å framstille godt karbonstål var vanskelig i tidligere tider, og gode ildstål var høyt skattede eiendeler, og er vanlige i gravfunn fra vikingtid. For at ildstålet skal virke godt, må karboninnholdet tilsvare høykarbonstål (verktøystål) med 0,6 til 1 % karbon.