Osnovni čelik odnosi se na čelik proizveden u peći obloženoj bazičnom, a ne kiselom tvari. Velika većina čelika proizvedenog u industrijskim društvima nastaje na ovaj način. Izolacija konstrukcije peći od topline peći središnji je izazov u proizvodnji čelika. Uklanjanje nečistoća iz mješavina željeza je još jedan izazov u proizvodnji čelika. Od 1950-ih koriste se suvremene metode izolacije zidova peći tvarima niske pH ili niske kiseline.
Čelik je prvenstveno željezo, ali sadrži malu količinu drugih elemenata u smjesi. To je poželjno jer može poboljšati svojstva materijala tvari, odnosno tvrdoću. Ugljik je najčešći element koji se dodaje čeliku, ali se također koriste mangan, krom i volfram. Ovi dodaci osnovnom željezu nazivaju se legirajući materijali. Čelik je sam po sebi mnogo jači od čistog aluminija ili željeza, ali se mora proizvoditi na posebne načine.
Tijekom Druge industrijske revolucije otkriven je i široko primijenjen Bessemerov proces za masovnu proizvodnju čelika. Glavna inovacija u procesu bila je sposobnost uklanjanja nečistoća iz rastaljenog željeza upuhujući zrak kroz njega. Višak silicija, mangana i ugljika oksidira se zrakom i onda može pobjeći iz tvari.
Kako se struktura peći ne bi topila tijekom proizvodnje čelika, što može uključivati vrlo visoke temperature, spremnik je obložen vatrostalnim materijalom. Vatrostalni materijali su tvari koje zadržavaju svoja fizička svojstva na temperaturama višim od 1,000 stupnjeva Fahrenheita (537.77 stupnjeva Celzija). U proizvodnji osnovnog čelika koriste se vatrostalni materijali s niskim pH. U Bessemerovom procesu, mineral dolomit je bio uobičajen vatrostalni materijal niske pH vrijednosti koji se koristio za oblaganje spremnika pri izradi osnovnog čelika.
Godine 1952. razvijen je novi postupak proizvodnje čelika poznat kao Linz-Donawitz ili LD proces. Umjesto korištenja Bessemerove tehnike upuhivanja zraka kroz rastaljeno željezo, koristi se čisti kisik. Povećana oksidacija željeza omogućuje učinkovitije uklanjanje nečistoća. Moderne peći mogu pretvoriti 350 tona željeza u čelik za manje od 40 minuta. LD proces izrade osnovnog čelika također proizvodi manje onečišćenje zraka od Bessemerovog procesa.
Osnovni vatrostalni materijali omogućuju uklanjanje nečistoća sumpora i fosfora učinkovitije od kiselih vatrostalnih materijala. Nakon što kisik prođe kroz željezo, nečistoće ili napuštaju plin ili stvaraju trosku koja ispliva na površinu. Oksidirani ugljik izlazi u obliku ugljičnog monoksida ili ugljičnog dioksida. Ostale nečistoće stvaraju nove spojeve koji se odvajaju od smjese, ostavljajući za sobom osnovni čelik.