大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露及一年四季的温度和湿度变化作用，其中大气中的氧和水分是造成户外钢铁结构腐蚀的重要因素，引起钢结构腐蚀的工业气体含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及NH3等，这些成份虽然含量很小，但对钢铁的腐蚀危害都是不可忽视的，其中SO2影响，CI2可使金属表面钝化膜遭到破坏。这些气体溶于水中呈酸性，形成酸雨，腐蚀金属设施。
海洋大气的特点是含有大量的盐，主要是NaCI，盐颗粒沉降在金属表面上，由于它具有吸潮性及增大表面液膜的导电作用同时CI-本身又具有很强的侵蚀性，因而加重了金属表面的腐蚀。钢结构离海岸越近腐蚀也越严重，其腐蚀速度比内陆大气中高出许多倍。
防腐材料
1、采用耐候钢：即耐大气腐蚀钢，在钢中加入一定量的铬、镍、钛等合金元素，可制成不锈钢。通过加入某些合金元素，可以提高钢材的耐锈蚀能力。
2、金属覆盖：镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面，提高钢材的耐腐蚀能力。薄壁钢材可采用热浸镀锌(白铁皮)、镀锡(马口铁)、镀铜、镀铬或镀锌后加涂塑料涂层等措施。
3、非金属覆盖：钢结构防止锈蚀通常采用表面刷漆、喷涂涂料、搪瓷、塑料等方法。常用的底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等，面漆有调和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。
4、混凝土用钢筋的防锈：混凝土配筋的防锈措施，根据结构的性质和所处环境等，考虑混凝土的质量要求，主要是提高混凝土的密实度，保证足够的钢筋保护层厚度，限制氯盐外加剂的掺入量。混凝土中还可掺用阻锈剂。钢材锈蚀时，伴随体积增大，严重的可达原体积的6倍，在钢筋混凝土中会使周围的混凝土胀裂。埋入混凝土中的钢材，由于混凝土的碱性介质(新浇混凝土的pH值为12左右)，在钢材表面形成碱性保护膜，阻止锈蚀继续发展，故混凝土中的钢材一般不易锈蚀。预应力钢筋一般含碳量较高，又多是经过变形加工或冷加工的，因而对锈蚀破坏较敏感，特别是高强度热处理钢筋，容易产生锈蚀现象。所以，重要的预应力混凝土结构，除了禁止掺用氯盐外，还应对原材料进行严格检验。
大型钢结构是大量基础设施的重要组成部分。桥梁、电站、输油输水管道、油气储罐、大型生产装置、船舶、海工结构、塔架及许多大型建筑物均大量采用钢结构。虽然所用的碳钢与一些低合金钢具有很好的力学性能与合理的价格，但它们存在着严重的电化学腐蚀问题。由于具有用量大、寿命要求长的特点，所以需要的防腐手段也具有特殊性。在各种腐蚀控制方法中，主要选用不同表面处理与施加防腐涂层的方法来对大型钢结构进行防护。到目前为止，应该说大多情况下防护效果还远不理想，主要是存在由于化学与力学失效引起的覆盖层寿命问题。因此开发高性能、长寿命、并在新形势下满足环保要求的表面改性a技术与防腐产品，是一项重要的任务。而解决这样的问题，离不开高技术与新思路和采用。
传统有机涂料的性能的提升：通过向涂料中添加某些各类的纳米粒子形成的纳米复合涂料，可以导致性能的大幅度提高。如TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等纳米粒子通过对紫外线的散射作用，可以地提高有机涂料的耐老化性。此外还可用以改善某些各类涂料的流变性、附着力、膜的机械强度、硬度、光洁度、耐光性和耐候性等。纳米粒子在这些方面的作用，对于钢结构防腐涂料与其它用途的涂料来说在本质上并无差别。这方面的工作相对较多，但距离在重防腐中得到有效应用还有一段路要走。