与碳钢类似，当与空气发生接触时不锈钢也会发生锈蚀。不同之处在于，不锈钢中存在一定量的铬（Cr）元素，通过氧化反应，会在材料外部生成一层保护膜，该过程也被称之为钝化。研究发现，钝化可大大降低部分金属或合金的化学活性，进而有效的减缓金属腐蚀的速度。钝化的发生，既可以是自发的（比如，在材料表面形成一层难侵蚀的化合物，也就是氧化物膜），也可以是经过工业技术处理的（比如，使用钝化剂对材料进行钝化处理）。一般来说，生成的钝化膜属于金属的氧化物，并以较为独立的形式存在，能够将金属材料与腐蚀介质进行隔离，避免了材料的进一步腐蚀，从而起到耐腐蚀的作用。
如果对不锈钢进行切割处理，或者由于意外情况发生损伤、破坏，钝化膜就会受到影响，但与空气或水接触后还会很快的形成新的保护膜，再次覆盖破损的表面，使得不锈钢不会发生“锈蚀”。而且，Cr形成的保护膜是非常薄的，肉眼很难察觉到它的存在，因此金属仍会表现的光亮如新。实践表明，要想提高材料的耐腐蚀能力，在其中需要加入一定数量的Cr来形成保护膜，起到可靠的保护作用。Cr 数量越多，材料的耐腐蚀性能越突出。
研究还发现，加入适当的稀土元素能够在一定程度上改善其耐高温能力。此外，钝化膜与金属材料的热膨胀性能有所区别，这就有可能对膜的稳定性造成影响，尤其是工作在不断进行加热的环境下，膜的膨胀系数比较低，这时候如果金属材料的膨胀系数较高，就会引发较大的膨胀，当温度急剧下降，材料发生收缩时，膜就会脱落或损坏。受益于铁素体低的热膨胀系数，对于某些需要不断进行加热的工作环境，铁素体的保护膜比较稳定，不会轻易出现脱落或损坏，也就不会出现新的氧化反应。
因此，在加热设备、燃烧设备等设施中，铁素体钢有着一定的应用优势。因为钝化膜需要氧来完成自主修复，如果处在低氧环境、或是流通性较差的环境，不锈钢的耐蚀特性会受到影响。比如，在海水中，保护膜受到侵袭和损坏的速度就比较快，因此腐蚀效果较为明显。
