Raske raudteematerjal on võtmetegur, mis määrab selle jõudluse. Nagu nurgakivi, toetab see ka raske raudtee transportimisel raskete raudteede olulist rolli.
Raske raudteeterast on peamine materjal raskete rööbaste tootmiseks ja selle keemilise koostise vahemik on ranged. Tavaliselt on süsiniku (c) sisaldus {{0}} vahel. 65% ja 0. 75%. Süsinik on oluline element, mis mõjutab terase tugevust ja kõvadust. Selles sisuvahemikus võib see anda rasketele rööbastele piisavalt jõudu, et taluda tohutut survet vedurite ja sõidukite töö ajal. Mangaani (Mn) sisu on üldiselt 0. 8% kuni 1. 0%. Mangaan võib parandada terase tugevust ja sitkust ning suurendada raskete rööbaste põhjalikku jõudlust. Räni (Si) sisu on vahemikus 0. 20% ja 0,25%. Ränion võib parandada terase desoksüdatsiooni, parandada terase tugevust ja kõvadust ning avaldada teatavat mõju ka raskete rööbaste kulumiskindlusele.
Erinevatel terasest hinnetel on erinevad omadused. Tavalised mangaani sisaldavad rööpad koos mangaani mõjuga näitavad head tugevust ja kulumiskindlust tavalistes raudteevedude keskkonnas ning on üks laialt kasutatavaid raskeid raudteematerjale. Vase sisaldavatel süsinikterast rööpad on vaseelementide lisamise tõttu teatud korrosioonikindlus ja need sobivad mõnes korrosioonile vastuvõtlikele piirkondadele, näiteks mereäärsetele raudteeliinidele ja keemiataimedele. High-ränivast sisaldavad terasrööpad ühendavad räni- ja vaskielementide eelised ning neil on hea jõudlus, kulumiskindlus ja korrosioonikindlus.
Kuna raudtee transport areneb kiire ja raske koormuse suunas, suurenevad ka raskete raudteematerjalide nõuded. Nende vajaduste rahuldamiseks uurivad teadus- ja arendustegevuse töötajad pidevalt uusi materiaalseid valemeid ja tootmisprotsesse. Näiteks mikroralonatsioonitehnoloogia kaudu lisatakse raskete raudterase jaoks sulamis elementide nagu nioobium, vanaadium ja titaan, et terade veelgi täpsustada ning parandada raskete rööbaste tugevust, sitket ja kulumiskindlust. Need uued raskete raudteematerjalid saavad paremini hakkama kiirete rongide kõrgsagedusliku mõjuga ja raskekoormate rongide tohutu survega, pikendada raskete rööbaste kasutusaega ning tagada raudteevedude ohutus ja tõhusus. Raskete raudteematerjalide pidev optimeerimine ja uuendus on raudteetööstuse arendamiseks üks olulisi edasiviivaid jõude.