Baja adalah paduan logam yang sebagian besar terdiri dari besi, selain sejumlah kecil karbon, tergantung pada kelas dan kualitas baja. Baja paduan adalah semua jenis baja yang dengan sengaja ditambahkan satu atau lebih elemen selain karbon, untuk menghasilkan sifat atau karakteristik fisik yang diinginkan. Unsur umum yang ditambahkan untuk membuat baja paduan adalah molibdenum, mangan, nikel, silikon, boron, kromium, dan vanadium.
Baja paduan sering dibagi menjadi dua kelompok: baja paduan tinggi dan baja paduan rendah. Perbedaan antara keduanya didefinisikan agak sewenang-wenang. Namun, sebagian besar setuju bahwa setiap baja yang dicampur dengan lebih dari delapan persen beratnya menjadi elemen lain selain besi dan karbon, adalah baja paduan tinggi. Baja paduan rendah sedikit lebih umum. Sifat fisik baja ini dimodifikasi oleh elemen lain, untuk memberi mereka kekerasan, daya tahan, ketahanan korosi, atau ketangguhan yang lebih besar dibandingkan dengan baja karbon. Untuk mencapai sifat seperti itu, paduan ini sering membutuhkan perlakuan panas.
Jika tingkat karbon dalam baja paduan rendah berada dalam kisaran menengah hingga tinggi, akan sulit untuk dilas. Jika kandungan karbon diturunkan ke kisaran 0.1% hingga 0.3%, dan beberapa elemen paduan berkurang, baja dapat mencapai kemampuan las dan kemampuan bentuk yang lebih besar sambil mempertahankan kekuatan yang dikenal sebagai baja. Logam tersebut diklasifikasikan sebagai kekuatan tinggi, baja paduan rendah.
Mungkin baja paduan yang paling terkenal adalah baja tahan karat. Ini adalah paduan baja dengan kandungan kromium minimal 10%. Stainless steel lebih tahan terhadap noda, korosi, dan karat dibandingkan baja biasa. Ditemukan pada tahun 1913 oleh Harry Brearley dari Sheffield, Inggris, tetapi penemuan itu tidak diumumkan ke dunia sampai tahun 1915. Baja tahan karat umumnya digunakan dalam peralatan makan meja, perhiasan, gelang jam, instrumen bedah, serta dalam industri penerbangan. Kilauannya yang akrab juga telah disesuaikan untuk banyak desain arsitektur terkenal, seperti Gateway Arch di St. Louis, Missouri, dan puncak Gedung Chrysler di New York City.
Dalam semua jenis baja paduan, elemen paduan cenderung membentuk karbida atau senyawa, daripada hanya tercampur secara seragam dengan besi dan karbon. Nikel, aluminium, dan silikon adalah contoh dari unsur-unsur yang membentuk senyawa dalam baja. Tungsten dan vanadium akan membentuk karbida, yang keduanya meningkatkan kekerasan dan stabilitas produk jadi.