不銹鋼焊條的化學成分設計需要與母材相匹配，通常以鉻(Cr)作為核心元素，含量在12%-30%之間，這是形成不銹鋼耐腐蝕性的關鍵。鎳(Ni)的加入量約在8%-20%范圍，能夠顯著提升奧氏體結構的穩定性，特別是304型焊條(含18%Cr+8%Ni)這類通用型焊條的應用最為廣泛。部分特殊焊條還會添加鉬(Mo 2%-3%)來增強抗點蝕能力，比如316L焊條就含有這種關鍵合金元素。

為了改善焊接工藝性能，焊條藥皮中會配置適量的錳(Mn 1%-2%)和硅(Si 0.3%-0.7%)作為脫氧劑。低碳型焊條如308L通常將碳(C)含量控制在0.03%以下，避免焊接過程中碳化鉻析出造成晶間腐蝕。某些耐高溫焊條會添加鈮(Nb)或鈦(Ti)等穩定化元素，它們能與碳優先結合形成碳化物，保護鉻元素不被消耗，這種機制在347型焊條中表現得尤為明顯。

特殊工況下使用的焊條可能含有更多功能性元素，比如銅(Cu)的加入可以提升耐硫酸腐蝕能力，而氮(N)的引入則能替代部分鎳含量同時保持奧氏體結構。焊條制造過程中還需要嚴格控制硫(S)和磷(P)等雜質元素，它們的含量通常需低于0.03%，否則會顯著影響焊縫金屬的韌性和抗裂性。現代藥皮配方還會加入稀土元素來細化晶粒，這種技術改進使得E309L焊條等產品在焊接異種鋼時表現出更好的機械性能。