耐候钢与普通钢铁不同，在开始，它也会像普通钢铁一样在表面发生锈蚀。由于其合金程度较高，这一过程甚至比普通钢铁更快。但是由于耐候钢内部的晶格更加复杂，在表面的疏松铁锈下，还会生长出一层暗黑色的致密锈层。这一锈层由纳米颗粒的α-FeOOH组成。在这一致密锈层中，镍原子取代了部分铁原子的位置，使得锈层具有了阳离子选择性，抑制了具有腐蚀性的阴离子透过。
耐候钢中特别设计的合金元素分布提供保护层，进而产生缓蚀效果。耐候钢表面的保护层会随天候影响缓慢地增长再生。简言之，该钢种就是靠表面产生锈皮来形成保护层。