Kekuatan baja karbon dipengaruhi oleh banyak faktor, beberapa di antaranya berkaitan dengan bagaimana baja tersebut dipadatkan dan yang lainnya berkaitan dengan apa yang terjadi setelah baja dibuat. Salah satu faktor utama yang mempengaruhi kekuatan baja karbon adalah jumlah karbon yang ditambahkan ke besi sebelum baja dibuat, karena karbon berfungsi untuk membuat dan mengeraskan baja. Sementara baja karbon biasanya tidak memiliki banyak elemen lain yang termasuk dalam paduan baja, inklusi ini dapat mengubah kekuatan, kekerasan, dan atribut baja lainnya. Setelah baja dipadatkan, kemudian dapat dikenai panas, yang dapat meningkatkan kekuatannya.
Baja karbon adalah jenis baja yang umumnya mengandung jumlah karbon yang rendah, tetapi ada beberapa kelas yang memiliki lebih banyak karbon daripada yang lain. Faktor besar dalam menentukan kekuatan baja karbon adalah jumlah karbon itu sendiri. Ini diperlukan untuk membuat baja di tempat pertama, dan dipanaskan bersama dengan besi sampai keduanya meleleh dan bergabung satu sama lain. Karbon adalah pengeras, jadi lebih banyak karbon berarti baja lebih kuat dan lebih keras. Sementara temper akan dapat memperkuat baja lebih banyak setelah dibuat, karbon sering menentukan kekerasan total baja.
Inklusi jarang terjadi pada baja karbon, tidak seperti beberapa jenis paduan baja lainnya, tetapi bahkan sejumlah kecil logam lain memiliki kemampuan untuk mengubah kekuatan baja karbon. Logam-logam ini ditambahkan ketika baja sedang dicampur; jika tidak, baja harus dilebur nanti agar logam ini dapat dimasukkan. Kebanyakan logam, seperti mangan, fosfor dan nikel, ditambahkan ke baja karbon untuk meningkatkan kekuatannya. Logam lain, seperti timah dan tembaga, melemahkan baja tetapi dapat membantu mempermudah pengerjaan mesin atau pengelasan, yang dapat bermanfaat.
Sebagian besar baja dipanaskan setelah dicampur untuk membantu meningkatkan kekuatan baja karbon, meskipun baja terkadang digunakan apa adanya. Ada banyak metode berbeda yang tersedia untuk tempering baja, dan masing-masing berfungsi untuk meningkatkan atribut yang berbeda. Baja biasanya ditempatkan di tungku atau area serupa, di mana baja dipanaskan cukup untuk membuatnya menjadi warna biru tetapi tidak cukup untuk melelehkannya. Setelah mengulangi proses ini beberapa kali, kekuatan baja karbon cenderung meningkat secara dramatis.