在始終無法獲得高溫燃料的環境下，日本人乃較盡腦汁地開發出[半熔解]與[淬火冶煉]的特殊技法，經過千年左右的考驗後，這項技法逐漸去無存菁，正式成為冶煉打造武士刀的唯一秘方。
制造過程大費周章
當武士刀於十九世紀末期流入西方時，歐洲國家已能憑恃其優越的科技，將武士刀中所含的各項成份一一解明，唯因限於對其冶煉過程的無知以及對日本風土文化的陌生，反而一直未能制造出堪與武士刀匹美的任何刃物。
經由各項資料顯示，武士刀的冶煉打造固然頗費周章，但大致上可分成下列五個階段：
（一）、在鐵砂中摻入適量的石英粉和木炭粉，並以腳踏式風箱（注：後改為手拉式）將其送進熔爐燃燒。經過三晝夜的持續燃燒後，鐵砂即變成半熔解的粘稠狀，這時再除掉浮於表面的一層雜質，並使之冷卻凝固成板條狀的生鐵。
（二）、先以鐵錘將第一階段的成品（即板條狀生鐵）打碎，重新摻入石英粉與木炭粉後，加熱冶煉，經過此一階段所冶煉出來的，乃是含有大量碳成份的[玉鋼]。
（三）、玉鋼質地雖硬但有易脆的缺憾，為彌補其缺失，逐以[淬火冶煉]（注：即先把玉鋼燒至適當的溫度再用水漬法增加其彈性）的方法，先以炭火將玉鋼燒成紅軟的狀態，再取出敲打，此時玉鋼中，所含的大量碳，即會隨著敲擊而與火花一並逸出，俟敲打至稍具刀型時，再采瞬間淬火的手法使其冷卻。如此經過反覆的[淬火冶煉]，玉鋼即會慢慢變成純度和彈性俱佳的[軟鋼]，這就是武士刀原始的刀蕊部份。為何刀蕊部份就得歷經三個階段來打造冶煉呢？其目的乃在：（1）除去玉鋼中所含的雜質以減輕重量，（2）使玉鋼裡含有的碳保持均一，（3）增加玉鋼的韌性以防折斷，（4）可強化日後刀面所呈現的素質美。
（四）、經由第三階段所冶煉出來的刀蕊，雖擁有適切的彈性，但卻大大降低了原有的硬度，因此第四階段時，就先在刀蕊兩側包上了一層硬度較高的玉鋼（稱做皮鐵），再在刀背部份覆上碳含量較多的玉鋼（稍做棟鐵），然後反覆進行[淬火冶煉]，以完成武士刀的初步雛型。
（五）、當刀身成型後，即開始進行[黏土冶煉]，以使刀鋒部份達到堅硬銳利的境界，由於此時尚需在刀身上雕制出具有深度及美感的刀紋，故所下的功夫要比前四個階段復雜。首先，在刀身全體塗上一層含有砥石粉與碳粉的黏土，同時刀鋒部份要較其他部份為薄，然後再施[淬火冶煉]。俟塗上黏土的刀身燒成紅軟後，其刀鋒部位因附著的黏土較薄故頗易敲打，而且淬火時的收縮作用也較其他部位為快。此時敲打的力量若能維持均勻，則刀鋒很快地就會變得即薄且硬。相反地，黏土附著較厚的刀身兩側與刀背部份，因淬火時的收縮作用較慢，故仍能保持住其原有的彈性。
經過上例五階段的冶煉打造，武士刀尚需通過研磨、雕飾、裝置套柄等細部作業，方算大功告成，由此可知一把武士刀的完成，實是包含了刀匠的無數心血。
經驗智慧聚成奧秘
武士刀制造過程中，淬火時使用的水溫繫直接決定其良窳的最大因素，因此自古以來[水溫]就被刀匠視為秘方而不輕易傳授。這個秘密透過今天進步的科學已經獲得了解答，那就是攝氏七度至十三度的水溫，是最理想的水溫。因為，若水溫低於攝氏七度，則淬火時易使刀鋒的收縮作用加快而產生裂痕；水溫若超過攝氏十三度，則水漬時刀鋒又會因收縮作用減緩而不易保有適切的硬度。至於碳的含量標準，依照解析名刀成份的結果，發現刀蕊部份以百分之0.一至0.四、兩側的皮鐵與刀背的棟鐵則以百分之0.七左右最為理想。
從外型上來看，武士刀雖可分為太刀、劍、打刀、短刀與脅差五種，但以數量而言，仍推打刀為最。此乃因在物理學上，刀身微向後傾要較直立式更能發揮出[圓弧連動]的原理；換句話說，太刀能在各種不同的角度下，隨心所欲地展現出最大的切砍範圍，而極適於騎馬者使用。此外，在長度與重量方面，太刀亦冠於其他四類，故持刀者隻要使勁愈大、就愈能把它[柔而不折、鋒利無倫]的特性，淋漓盡致地表現出來。
在武士刀千餘年的歷程裡，最受日本人重視的代表作，應推鐮倉時代（注：西元一一九二年至一三三三年）初期的名匠正宗的作品。正宗本住京都，在鐮倉幕府初創不久，即遷至鐮倉定居。由於地理的限制，當時他就以鐮倉（注：即現在神奈川縣的鐮倉市）附近錢洗川所產的鐵砂，做為制刀的原料。
因為錢洗川的鐵砂含有天然水鉛的成份，使他冶煉出來的鋼不僅硬度高同時彈性也佳，這份意外，加上他在火候、黏土成份與水溫方面具有獨到的見地，使他打造的武士刀，達到了[銳利易切，剛柔並濟、完美無瑕]的最高境界。
十九世紀末期，正宗所制造的名刀經由貿易船而流入歐洲，德國的科學家們在敬嘆之餘乃興起了研究分析的念頭，並進而發現到它含有天然水鉛
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