L'acciaio è normalmente composto di ferro, carbonio, cromo e altri elementi in piccola percentuale come il manganese, il silicio il fosforo. Il carbonio è senza dubbio l'elemento principale dal momento che il ferro non può essere indurito o temprato senza la sua presenza. Più alto è il contenuto di carbonio più elevata è la durezza della lama da esso ricavabile. L’acciaio al carbonio è dunque un combinato di ferro e di carbonio (0,1% - 2,11%). Sotto lo 0,1% di carbonio non siamo in presenza di acciaio ma di ferro dolce. Se invece si supera la percentuale del 2,11% di carbonio abbiamo la ghisa.

L’acciaio diventa inossidabile quando si aggiunge al ferro e al carbonio almeno un 11,5% di cromo. Un velo di ossido di cromo, infatti, si forma sulla superficie della lama e isola l’acciaio dal contatto con l’ossigeno e l’acqua. Nonostante la presenza di questa protezione al cromo, gli acidi e i sali presenti nei cibi possono, se tenuti per molto tempo a contatto con la lama, erodere in qualche punto la superficie e ridurre la capacità di resistenza all’ossidazione. Per questo motivo si consiglia di lavare le lame subito dopo l’uso, per mantenere elevata la loro resistenza all’ossidazione.
I produttori di coltelli giapponesi scelgono con molta cura i materiali per fabbricare le proprie lame che sono forgiate nello stesso modo con cui per generazioni sono state forgiate le spade dei samurai. I maestri produttori usano lo shiro-ko (acciaio bianco) e l'ao-ko (acciaio blu), quest’ultimo diventato leggendario.
I produttori di lame per spade utilizzavano l’acciaio Tamahagane, che veniva prodotto solamente nella parte occidentale del Giappone, precisamente a Oku-izumo nella regione di San’in, dove esistevano fonderie con forni (Tatara) in grado di raggiungere altissime temperature. Il Tamahagane veniva prodotto con polvere di ferro e puro carbone. L’acciaio Tamahagane permetteva di produrre lame molto affilate e forti. Oggi produrre questo tipo d'acciaio è molto costoso e comunque sempre difficile da forgiare. D'altra parte è in assoluto l’acciaio migliore per la realizzazione delle spade.
L’acciaio shiro-ko (acciaio bianco) è un acciaio senza additivi di lavorazione (anche se può contenere diversi livelli  di impurità di fosforo e di solfuri). L’aggiunta di cromo e tungsteno trasforma lo shiro-ko in “acciaio blu” (ao-ko). Con questi elementi l’ao-ko diventa più resistente, più facile da temprare e aumenta la propria capacità di mantenere l’affilatura della lama.

Effetto della presenza di un elemento sulle caratteristiche dell’acciaio:

Carbonio - Elemento essenziale per la produzione dell’acciaio perché permette al ferro di essere temprato, ne determina la durezza, la durata della affilatura. D’altro canto ne aumenta la fragilità e la sua ossidabilità (ruggine).

Silicio –Manganese - Aumenta la durezza e la forza dell’acciaio enfatizzando le qualità del carbonio

Cromo - Migliora la resistenza dell’acciaio all’ossidazione e ne migliora la forza

Molibdeno - Elemento che permette all’acciaio inossidabile di non perdere forza e durezza durante la lavorazioni che comportano grandi variazioni di temperatura. Migliora anche la resistenza dell’acciaio all’ossidazione

In conclusione l’acciaio usato per fabbricare i migliori coltelli giapponesi è lo stesso impiegato per la realizzazione delle famosissime spade dei samurai. È un acciaio leggendario e dalle qualità eccezionali se consideriamo il fatto che la tecnologia europea è riuscita a eguagliare tale qualità solo nel secolo scorso. E' un materiale nobile risultato di attento e capace lavoro di uomini che hanno conservato nella loro manualità gli antichi gesti quasi ormai perduti. Quando un opera umana racchiude un tale livello di perfezione si stenta a credere che possa essere stata prodotta veramente a mano. Invece la pazienza e la misura di ogni movimento ripetuto in modo uguale per almeno un migliaio di anni ha permesso di coniugare armonia forza.