這柄寶劍在地下埋藏了2000多年，出土時毫無鏽蝕，並閃爍著炫目的青光，寒氣逼人。據稱，在發掘現場有人伸手去拿劍，手指剛一碰到劍刃，殷紅的鮮血頓時就流了出來。有人試之以紙，20餘層，劍從中間“唰”得一聲便全部劃破。足以見得寶劍的鋒利程度，怪不得這把越王勾踐劍被譽為是“天下第一劍”。
那麼又是什麼原因造成寶劍鋒利無比且曆經千年而不朽的呢？
早在1977年12月，上海複旦大學靜電加速器實驗室的專家、中國科學院上海原子核研究所活化分析組以及北京鋼鐵學院《中國冶金史》編寫組的學者們一道，采用了質子X熒光非真空分析法對越王勾踐劍進行了無損的科學檢測。經檢測發現，劍的主要成分是銅、錫及少量的鋁、鐵、鎳、硫組成的青銅合金，依據劍各部位的不同，銅和錫的比例也有所不同。劍脊含銅較多，使劍韌性好不易折斷；劍刃部含錫較高，使劍硬度大鋒利無比。而且從劍身上的菱形紋飾中發現，除青銅成分之外，還含5%左右的硫。
銅是一種比較穩定的金屬，日常情況下一般不容易發生鏽蝕，這可以理解。但金屬的表麵硫化技術是19世紀末20世紀初才發明的，是現在仍在廣泛使用的使鋼鐵表麵光滑的技術。如果說勾踐劍也使用了這樣的技術以防鏽，那將是個了不起的成就。當時研究人員對這個結論很慎重，他們稱也可能是表麵氧化層受到硫化物汙染所致，尚無足夠數據確定鑄劍是使用了硫化方法。可在此後的新聞報道中，中國早在2000多年前就掌握了金屬表麵的硫化處理技術的神話被不斷傳炒。
到底古人是否采用了硫化技術對劍身表麵做了人工處理？上世紀90年代，譚德睿主持上海博物館工作，在上海科委的資助下開始對勾踐劍做了專項的研究。在實驗中，課題組沒有發現鑄劍使用硫化方法的跡象。
既然不朽的根本原因不是劍身的硫化處理，那麼又是因為什麼呢？湖北省博物館、省考古所研究員後德俊曾撰文說勾踐劍出土時並不是絕對沒有生鏽，隻是其鏽蝕的程度十分輕微，人們難以看出。而且出土幾十年後，劍的表麵已不如出土時明亮，說明在目前這樣好的保管條件下，鏽蝕的進程是難以絕對阻止的。因此劍不朽的原因，更大程度上不是由於劍本身，而在於當時特殊的環境。
根據基本的化學常識，古墓中銅器可發生鏽蝕的情況主要有以下三種：第一，銅在潮濕的條件，有空氣或氧氣存在，可發生鏽蝕，生成銅鹽；第二，銅在潮濕的條件，與貴重金屬(如金、銀等)接觸，可產生電化學腐蝕；第三，銅與硫或含有硫的物質接觸，可生成銅的硫化物，發生鏽蝕。
勾踐劍在出土時插在髹漆的木質劍鞘內，位於墓主人的左側。外麵層層相套有一槨兩棺，並且槨室四周用質地細密的白膏泥填塞，其下部采用的還是經過人工淘洗過的白膏泥，致密性非常好。墓室深埋在數米深的地下，墓坑上部是夯實的填土，這樣的環境就使得棺槨內部幾乎形成了一個密閉的空間，斷絕了與外界的空氣交換。而“望山一號墓”又位於今天荊州附近的漳河二幹渠上，地下水位較高，該墓室曾經長期被地下水浸泡，地下水酸堿性不大，基本上為中性。經地下水浸泡後，墓室內空氣的含量更為稀少。正是這種完全隔絕氧氣的穩定條件，最終使得勾踐劍沒有生鏽。
與越王勾踐劍同時出土的還有三柄青銅劍，這三柄青銅劍都放在該墓棺外的槨室內，鏽蝕程度也較輕微，甚至與越王勾踐劍完全相同。而出土於江陵馬山楚墓的吳王夫差矛，不管是從時代還是製造工藝上都很接近越王勾踐劍，但是因為該墓保存狀況不好，出土時不僅矛柄幾乎全部腐爛，矛的表麵也都布滿了綠色的鏽層。
據質子X熒光非真空分析的具體數據來看，劍格表麵的含硫量高達0.9~，而表麵黑色花紋處的含硫量隻有，在劍身的其他部位甚至未檢測出有硫存在，那麼在根本上就可說明該劍鏽蝕程度的輕重與硫的存在沒有關係。而且硫化銅是一種結構並不致密的物質，無法在青銅器的表麵形成一層保護膜，在用劍時手又經常會摸到劍格，從而很快就將該處的硫化銅抹去。所以可以肯定，越王勾踐劍的不鏽之謎完全是由於所處的環境條件所致，而不是其他的原因。