鋼軌提供了三種功能。它必須抵抗來自車輪的接觸壓力，它必須能夠在沿著軌道的幾 個軌枕上分配車輪荷載，并且它必須重復地這樣做而不被破壞。為了完成這個，鋼軌必須 堅硬且具有足夠的剛度、抗彎強度和疲勞強度。
為了提供彎曲剛度和強度，鋼軌定形為稍微類似I梁的截 面。但是軌頭制作得比普通I梁更窄且更深，以更好地抵抗來 自帶凸緣輪的接觸壓力和磨損。 表19-2和圖19-10顯示了已 經在真實的鋼軌噸位中軋制或現今在美國軋制的截面的主要 尺寸和物理性能。更加巨大的截面用于繁忙交通和高速線路中。
在美國和加拿大，鋼軌的標準長度是39ft。
在軌腰一側以凸起的文字軋制的商標給出了軌道每碼以 磅計的重量、截面編號、制造廠、軋制的年月以及制造的方法。一個典型的商標如下：
在軌腰的相反側，火印鋼軌以顯示熔煉爐號、鋼軌字母 (錠鐵的狀態) 以及錠鐵 編號。
當前，僅僅制造每碼重115lb或更重的鋼軌，除非依據特殊的定制。可以在美國鐵道 工程和線路養護協會的《鐵道工程手冊》 中得到鋼軌規范。典型的鋼軌的化學成分示于表 19-3。為標準鋼軌規定的最低布氏硬度是300。在高強鋼軌 (合金或熱處理的) 中的布氏 硬度通常是340～380。對內部缺陷進行超聲波試驗，超過39ft的長度的鋼軌必須滿足對 側彎和向上彎曲的規定尺寸容差要求。
鋼軌的控制冷卻 (在控制的條件下減緩冷卻速率) 在防止微細龜裂方面是有效的。這 些可能導致使用中橫向裂紋的發展，因此控制冷卻包含在鋼軌規范中，除了鋼軌是由真空 脫氣鋼制成之外。
在曲線上，很多鐵道使用使軌頭上面部分熱處理的充分熱處理鋼軌，或者合金鋼鋼 軌，以更好地經受住發生在曲線外軌的凸緣磨損以及發生在低軌上的金屬變形和起皺。
由異乎尋常的重荷載產生的鋼軌應力和降低，可以通過將鋼軌認為是一個在彈性支承 上的連續梁來計算 (美國鐵路工程學會論文集，第19卷，pp.878-896)。對于通常使用中 的軌枕間隔，鋼軌是連續支承的這個假定不會引起重大的誤差。軌座的彈性模量u是使鋼 軌壓低1in時所必需的均布線荷載 (lb/in)。進一步假定，在任一點，鋼軌在其支座上的 壓力 (lb/in) 是
另一個重要的術語是從施加輪載的點到由此荷載引起的彎矩變成0然后反向的點之間 的距離X (in)。
對于單輪重，沿著鋼軌的彎矩和鋼軌降低可以按照M0和Y0從圖19-11中確定。
Y ——在輪重下鋼軌的降低 (in)。
因為總是多于一個輪重，通過一次施加一個車輪并代數組合這些作用，控制圖表可以 用于確定對于所有車輪鋼軌中任一點處的彎矩和降低。那么，在該點軌底的最大彎曲應力 可以通過將總彎矩除以軌道對底部的截面模量來確定。通過計算相對于軌枕間隔的平均鋼 軌降低量并乘以軌枕間隔和模量u，可以確定軌枕荷載或反作用力。
u的數值必須通過在軌道中的實際測量來確定。這個數值從對于帶有很少道碴和壓實 不好的道床的軌道上的500變化到對帶有足夠的道碴和壓實良好的道床的軌道上的2000或更大。u的數值在計算鋼軌應力中不是關鍵的，但是對于鋼軌降低是重要的。