L'acier inoxydable n'est pas un seul matériau : c'est une famille, et celui qui travaille à l'établi le sait dès le départ. Le grade le plus courant en horlogerie de série est le 316L, avec du nickel et du molybdène en pourcentages modérés. Rolex et certains autres fabricants utilisent le 904L, un alliage à teneur plus élevée en nickel et molybdène, plus résistant à la corrosion marine et capable de conserver son poli plus longtemps. On sent la différence sur la pierre et la roue de flanelle.
Au cours des vingt dernières années, les marques ont développé des alliages propriétaires pour se distinguer. Grand Seiko appelle le sien Ever-Brilliant Steel : par rapport à l'inox standard, il reflète de manière plus uniforme et offre une meilleure résistance à la corrosion. Omega dispose de l'O-MEGASTEEL, avec une dureté supérieure de 40% à l'acier conventionnel, hypoallergénique et antimagnétique, visuellement plus clair. Chopard travaille avec le Lucent Steel A223, qui utilise 85% de matériau recyclé et alterne des mailles brillantes et satinées. Aucune de ces marques n'a encore publié leur composition exacte : elles s'évaluent sur les résultats pratiques, pas sur les fiches techniques.
L'acier Damas est un chapitre à part. Il s'obtient en superposant et en forgeant des couches de deux types d'acier différents, puis en coupant, recombinant, reforgeant et mordançant à l'acide pour révéler le motif. Des maisons comme GoS l'utilisent pour les cadrans et les boîtes : chaque pièce possède un design irréductible. La soi-disant patine liée est une variante où la surface sombre est intégrée structurellement au matériau, non appliquée dessus, et résiste à l'usure ordinaire.
L'alliance acier-métal noble a une longue tradition. Rolex appelle Rolesor la combinaison d'Oystersteel avec de l'or jaune, blanc ou Everose, ce dernier introduit en 2005 comme alliage rose propriétaire. Rolesium indique plutôt l'association Oystersteel-platine. Jaeger-LeCoultre utilisait déjà le bicolore dans le Reverso des années trente : boîte en acier avec éléments en or, plus robuste qu'une pièce entièrement en métal précieux.
Les revêtements de surface ajoutent une autre variable. Le DLC (Diamond-Like Carbon) est une couche très fine, extrêmement dure, noire, qui réduit les rayures et l'usure sur les lunettes, couronnes et casebacks. Le Cerasteel de Bangalore Watch Company combine une structure en acier et un revêtement céramique. Dans les deux cas, le substrat reste de l'acier : la résistance mécanique vient du noyau, pas du revêtement.
Sur le plan thermique, le revenu — annealing — est le traitement qui réduit les contraintes internes dans l'acier travaillé à froid, le rendant plus stable. Il s'applique aux aiguilles fines, celles de 0,2 mm, qui pourraient sinon se courber avec le temps. Le bleuissement à chaud des aiguilles est un processus différent : oxydation contrôlée en surface, couleur comme résultat, aucun changement structurel significatif.