1、碳素钢按化学成分（即以含碳量）可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
 
(1) 低碳钢
又称软钢, 含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
 
(2) 中碳钢
碳量0.25％～0.60％的碳素钢。
有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。
除碳外还可含有少量锰(0.70％～1.20％)。
按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
热加工及切削性能良好，焊接性能较差。
强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。
可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。
淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。
能够达到的最高硬度约为 HRC55(HB538)，σb为600～1100MPa。
所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。
 
（3）高碳钢 
常称工具钢 , 含碳量从0.60%至1.70%, 可以淬硬和回火。
锤, 撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。
 
2、按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。
 
（1）普通碳素结构钢 又称普通碳素钢，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。
在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类：甲类钢（A类钢）是保证力学性能的钢。
乙类钢（B类钢）是保证化学成分的钢。
特类钢 (C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢，常用于制造较重要的结构件。
中国目前生产和使用最多的是含碳量在0.20％左右的A3钢(甲类3号钢)，主要用于工程结构。
 
有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌（或其他碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒长大，使钢强化，节约钢材。
在中国和某些国家，为适应专业用钢的特殊要求，对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整，从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢（如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等）。
 
（2）优质碳素结构钢 和普通碳素结构钢相比,硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。
根据含碳量和用途的不同,这类钢大致又分为三类:①小于0.25％C为低碳钢,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车、制罐……等。
20G则是制造普通锅炉的主要材料。
此外,低碳钢也广泛地作为渗碳钢，用于机械制造业。
②0.25～0.60％C为中碳钢,多在调质状态下使用,制作机械制造工业的零件。
③大于0.6％C为高碳钢,多用于制造弹簧、齿轮、轧辊等。
根据含锰量的不同,又可分为普通含锰量(0.25～0.8％)和较高含锰量(0.7～1.0％和0.9～1.2％)两钢组。
锰能改善钢的淬透性，强化铁素体，提高钢的屈服强度、抗拉强度和耐磨性。
通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”，如15Mn、20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。
 
3、按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。
 
碳素工具钢 含碳量在0.65～1.35％之间，经热处理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具（见工具钢）。
 
碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号： 
　　Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 
每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级，最多的有四种，有的只有一；另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。
 
脱氧方法符号： 
　　F——沸腾钢 
　　b——半镇静钢 
　　Z——镇静钢 
　　TZ——特殊镇静钢 

碳素钢的冶炼通常在转炉、平炉中进行。
转炉一般冶炼普通碳素钢，而 平炉可以冶炼各种优质钢。
近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可代替平炉炼钢。
将炼好的钢液注入钢锭模，就得到各种钢锭。
钢锭经过锻压或轧制后便加工成各种形状的钢材和锻件。
钢锭经过压力加工后，能够改善钢的内部组织和夹杂物分布，所以同样成分的钢材要比钢锭的性能优越一些。