Çelik katı bir çözümdür, katı hallerinde iki veya daha fazla molekülü içeren ve tek tek kimliklerini koruyarak tek bir madde oluşturmak için birleştirilen kimyasal karışımların bir alt tipidir. Kimyasal olarak birbirine bağlı değildir.
Çelik, bazı karbon katkılı, esas olarak demirden oluşan bir alaşımdır. Birçok çelik, demir-çelik karışımına, bütün maddeye dayanıklılık, ısı direnci veya esneklik gibi arzu edilen özellikler kazandıran diğer metalleri ilave eder. Çelik bir bileşik yerine bir karışım olarak kabul edilir, çünkü demir, karbon ve diğer bileşenlerle kimyasal olarak bağlanmaz. Bunun yerine, basit demir-karbon alaşımlarında, karbon atomları kendilerini demir kristalinin açık alanlarına serpiştirecek kadar küçüktür. Nikel gibi daha ağır elementleri içeren çelik alaşımlarında, nikel atomları kristal yapıdaki bazı demir atomlarının yerini alır.
