Palossa teräsrakenteet menettävät kantokykynsä, kun niiden lämpötila saavuttaa kriittisen arvon.
Kriittiseen lämpötilaan vaikuttavat kuormitus, normaalilämpötilamitoituksessa käytetty teoria ja poikkileikkauksen lämpötilajakautuma.
Standardin ISO 834 mukaisessa polttokokeessa palonkestävyysaika tarkoittaa aikaa, jona rakenteen lämpötila saavuttaa kriittisen arvonsa. Siihen vaikuttaa poikkileikkauksen koko. Käytettäessä huonepalomalleja kuumenemiseen vaikuttaa myös rakenteen sijainti.
Mitä paksumpia teräsosat ovat, tai mitä paremmin ne ovat lämpöeristetty sitä hitaammin ne kuumenevat ja siten saadaan suurempi palonkestävyysaika.

Kantavan teräsrakenteen palonkestoa voidaan parantaa useilla eri menetelmillä. Perinteisesti palosuojaus on toteutettu verhoilemalla paljas teräspinta aineella, joka hidastaa lämmön siirtymistä palotilasta rakenteeseen. Palosuojaverhous voi hidastaa teräsrakenteen lämpötilan nousua joko lämmöneristävyytensä ja/tai lämmönsitomiskykynsä ansiosta.

Palosuojaus voidaan toteuttaa myös vaikuttamalla rakenteen kykyyn vastaanottaa lämpöä. Rakenteen lämmönvastaanottokykyä voidaan lisätä esim. täyttämällä teräsputki betonilla tai vedellä, jolloin suuri osa teräkseen siirtyvästä lämmöstä siirtyy rakenteen sisäosiin. Betonitäyttö lisää palonkestävyyden ohella myös rakenteen kantavuutta käyttölämpötilassa.

Palosuojaukseen on käytettävissä useita menetelmiä ja palosuoja-aineita. Suojauksen valintaan vaikuttavat asennus- ja käyttöolosuhteet sekä suojauksen kustannukset. Kustannusvertailussa tulee ottaa huomioon hankinta- ja asennuskustannusten lisäksi myös huoltokustannukset.