تفاوت اصلی در ترکیب شیمیایی آن‌هاست. شمش فولادی ساده از آهن خام و کربن ساخته می‌شود و ویژگی‌های فولادهای آلیاژی را ندارد. در شمش فولادی آلیاژی، عناصر آلیاژی به ترکیب شیمیایی اضافه می‌شوند تا خواص مطلوب مورد نظر را به دست آورند. این عناصر آلیاژی خواصی مانند مقاومت به خوردگی، سختی، استحکام، مقاومت به حرارت و مقاومت به سایش را تغییر می‌دهند.