當鋼液中大量的金屬或者非金屬元素，特別是碳被氧化到較低的濃度，鋼液內就存在著較高量的氧（W[O]=0.02%～0.08%）。這種包含氧的鋼液在冷卻凝固時，不僅在晶界析出FeO及FeO-FeS，使鋼的塑性降低及發生熱脆，而且其中的[C]及[O]將繼續反應，甚至強烈反應。因為其內在的氧在冷卻的鋼液中溶解度減小，出現偏析時，毗連于凝固層的母體鋼液的含氧量增高，超過了 平衡值，于是CO氣泡形成，使鋼錠包含氣泡，組織疏松，質量下降。為了得到質量合格的鋼材，在煉鋼工序，向鋼液中加入與氧親和力比鐵大的元素，使溶解于鋼液的氧轉化成不溶解的氧化物，自鋼液中排出，這稱為脫氧。

氧在鋼液中以兩種形式存在。一種是溶解于鋼液中的氧，以單原子形式或FeO形式存在。氧在鋼液中的溶解度是隨溫度的升高而增大的，其溶解的示意圖如下圖1所示。


按氧除去方式的不同，有3種脫氧方法。第一種稱為沉淀脫氧法，也是應用最廣的方法。它是向鋼液中加入能與氧形成穩定氧化物的元素（稱脫氧劑），而形成的氧化物（脫氧產物）能借自身的浮力或鋼液的對流運動而排出。第二種方法稱為擴散脫氧法，是利用氧化鐵含量很低的熔渣處理鋼液，使鋼液中的氧經擴散進入熔渣中，而不斷降低。第三種方法稱為真空脫氧法。利用真空的作用降低與鋼液平衡的 ，從而降低了鋼液的W[O]及W[C]的量。脫氧元素的脫氧反應可表示為[1]：

在形成純氧化物時

稱為脫氧常數，它是脫氧反應平衡常數的倒數，等于脫氧反應達平衡時，脫氧元素濃度的指數方與氧濃度的乘積。

鋼鐵冶煉過程中，將鋼水中間的自由氧轉化為氧化物的材料大多數是金屬或非金屬材料。在脫氧產物活度為1的條件下，煉鋼過程中元素脫氧能力為：Ca> Al>Ti>C>Si>V>Cr>Mn，各種脫氧元素與氧在鋼液中間的平衡關系見下圖2：