锅炉作为承压类特种设备，其所用材料的化学成分直接决定设备的耐高温、抗腐蚀、抗蠕变及力学性能，是保障锅炉长期安全稳定运行的核心基础，不同应用场景、不同参数等级的锅炉，所用材料的化学成分存在明显差异。
首先是锅炉最核心的受压元件用材，以工业及电站锅炉常用的碳素钢、低合金耐热钢为例，基础化学成分以铁为基体元素，占比通常在95%以上；碳是核心强化元素，常规锅炉碳素钢的碳含量一般控制在0.12%-0.25%区间，碳占比过高会提升钢材强度但会降低焊接性能与塑性，占比过低则无法满足承压所需的强度要求，因此碳含量的精准控制是锅炉钢材性能调配的核心。
为了适配锅炉高温高压的运行环境，锅炉钢材中还会添加各类合金元素：铬元素占比通常在0.5%-12%不等，中高压锅炉用耐热钢的铬含量更高，主要作用是提升钢材的高温抗氧化性与耐腐蚀性，在金属表面形成致密的氧化保护膜；钼元素占比多在0.25%-1.1%区间，能够显著提升钢材的高温抗蠕变性能，避免锅炉受热面在长期高温运行中出现缓慢塑性变形；锰元素占比一般在0.4%-0.8%，可以起到脱氧脱硫、提升钢材强度与韧性的作用，降低钢材热脆风险；此外还会添加少量硅元素辅助脱氧，以及严格控制硫、磷等有害杂质元素的占比，通常要求硫、磷含量均低于0.035%，避免钢材出现冷脆、热裂等缺陷，影响锅炉运行安全。
除了金属基材的化学成分，锅炉运行过程中接触的化学物质还包括锅水水质调控相关成分：为了防止锅炉结垢、腐蚀，会向锅水中添加适量磷酸三钠、氢氧化钠等药剂，维持锅水的pH值在10-12的弱碱性区间，同时锅水中本身含有的钙、镁离子是需要通过水处理去除的易结垢成分，溶解氧则是需要通过除氧工艺消除的易引发氧腐蚀的成分。需要注意的是，不同压力等级、不同燃料类型的锅炉，其用材成分、接触的化学组分存在一定差异，实际运维中需要结合锅炉设计参数匹配对应的材料选型与水质化学调控方案，避免因成分不匹配引发设备故障。