國內外冶金學者就有關稀土在鋼中的作用做了大量的相關研究，也取得了較多重要的成果，并成功地應用于稀土重軌、稀土耐侯等鋼種的生產中。但由于稀土元素具有極強的化學活性，在不潔凈鋼中盲目添加大量稀土，反而會造成鋼液的污染，有時還造成水口結瘤等問題。而隨著鋼鐵冶煉控制技術與鋼的潔凈度不斷提高，稀土在鋼中的作用將能得到更有效的發揮與控制。

鋼中稀土通常以固溶狀態和非金屬夾雜物或金屬間化合物三種形式存在。且鋼中的稀土基本存在于夾雜物中，待鋼中的稀土超過固濃度時，可以觀察到少量的稀土金屬間化合物(如Fe17Ce2等)沿晶界析出。當鋼中加入稀土后，稀土可置換原先鋼中可能存在硅酸鹽、氧化鋁、鋁鹽酸及硫化物中相應的金屬元素，形成熔點更高的稀土化合物。

稀土在鋼中的凈化作用主要表現在：深度降低氧、硫的含量，并降低硫、磷、氫、砷、錫、銻、鉍、鉛等低熔點元素的有害作用。

鋼中加入稀土后，會首先與鋼液中的氧、硫反應生成稀土氧化物、氧硫化物、硫化物以降低其含量。采用俄歇能譜與離子探針對高速鋼晶界上硫的偏聚進行研究表明，硫含量僅為20ppm時，硫在晶界的偏聚仍明顯，加入稀土后，晶界上硫會隨之減少。當加入Ce0.03%～0.05%時，奧氏體晶界上的硫會消失。此外，稀土也同樣可以減少晶界上磷的偏聚。一定量的稀土可以與鋼中的砷、錫、銻、鉍、鉛等雜質作用形成熔點較高的化合物。

稀土也可以改變夾雜物的性質、形態以及分布，從而提高鋼的各項性能。如稀土可控制氧化物、硫化物的形態，使鋼中群聚的Al2O3夾雜與長條狀的MnS消失，并使之球化并轉變為稀土復合夾雜物，但要控制好鋼中稀土含量以及RE/S參數(Re代表稀土元素)。由于稀土夾雜物的熱膨脹系數與鋼接近，從而可以避免鋼材熱加工冷卻時在夾雜物周圍產生較大的附加應力，有利于提高鋼的疲勞強度，增加夾雜物與晶界抵抗裂紋形成與擴展的能力。而對于硫化物的形態變質則可明顯改善鋼的高溫塑性、橫向韌性、疲勞與焊接性能以及耐大氣腐蝕性能等等。

稀土在鋼中形成較高熔點的化合物，在鋼液凝固前析出，呈細小的質點分布在鋼液中，作為非均質形核中心，降低鋼液結晶的過冷度，因而可細化鋼的凝固組織并減少偏析。

據有關文獻，在雙相鋼系列及耐熱鋼（S30815）中添加一定量的稀土，可以改善板坯質量。