Czyste żelazo nie rdzewieje łatwo, ale zwykła stal zwykle zawiera zanieczyszczenia, takie jak miedź i węgiel. Zanieczyszczenia te są mniej reaktywne niż żelazo i tworzą ogniwo pierwotne (to znaczy urządzenie wytwarzające prąd elektryczny w procesie redoks) z żelazem w wodnym powietrzu, oddzielając reakcje utleniania i redukcji oraz poddając stal korozji.
Rdza powstająca w wyniku korozji stali to rdza o luźnej, porowatej strukturze, w której pory łączą się z jednym z wielu mikropęknięć. W ten sposób rdza działa jak gąbka, która w dalszym ciągu wchłania wilgoć z powietrza, powodując dalsze rdzewienie stali, aż do całkowitego jej przejścia.
Stal odporna na warunki atmosferyczne różni się od zwykłej stali. Na początku rdzewieje na powierzchni jak zwykła stal. Ze względu na wysoki stopień zawartości stopu proces ten jest nawet szybszy niż w przypadku zwykłej stali. Jednak ze względu na bardziej złożoną strukturę kratową w stali odpornej na warunki atmosferyczne, pod luźną rdzą powierzchniową wyrasta gęsta, głęboka czarna warstwa rdzy. Ta warstwa rdzy składa się z cząstek nanomateriału -FeOOH. W tym procesie atomy niklu zastępują część atomów żelaza w gęstej warstwie rdzy, dzięki czemu warstwa jest selektywna dla różnych kationów i hamuje penetrację korozyjną i anionową.
To właśnie ta gęsta warstwa rdzy sprawia, że powierzchnia stali odpornej na warunki atmosferyczne rdzewieje, ale elementy wewnętrzne nie będą rdzewieć dalej. W rzeczywistości tak długo, jak potrafimy dokładnie rozróżnić powierzchnię stali odpornej na warunki atmosferyczne, od zwykłej rdzy można wyraźnie zobaczyć, że nie są takie same: rdza stalowa odporna na warunki atmosferyczne jest płaska i gęsta, przyczepiona do powierzchni stali w celu ochrony naszej stali, podczas gdy rdza jest cętkowana, luźna, porowata, w dotyku topi się. Zamiast chronić stal, rdza przyciąga wodę i tlen na powierzchnię stali.
