碳素鋼有各種分類方法，如按化學(xué)成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和質(zhì)優(yōu)碳素鋼。按用途則又可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。此外，還可以按冶煉方法和所保證的性能要求等來進(jìn)行分類。

  普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其它殘余元素含量的限制較寬。在某些國家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼(A類鋼)是保證力學(xué)性能的鋼。乙類鋼(B類鋼)是保證化學(xué)成分的鋼。特類鋼(C類鋼)是既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分的鋼，常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。生產(chǎn)和使用多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼(甲類3號鋼)，主要用于工程結(jié)構(gòu)。

  有的碳素結(jié)構(gòu)鋼還添加微量的鋁或鈮(或其它碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒長大，使鋼強(qiáng)化，節(jié)約鋼材。在某些國家，為適應(yīng)用鋼的要求，對普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和性能進(jìn)行調(diào)整，從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的用鋼(如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等)。

  按含碳量分類

  1)小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F，08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被用作深沖件如汽車、制罐等，20G則是制造普通鍋爐的主要材料，此外，低碳鋼也地作為滲碳鋼，用于機(jī)械制造業(yè)。

  2)0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，制作機(jī)械制造工業(yè)的零件。

  3)大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等，根據(jù)含錳量的不同，又可分為普通含錳量(0.25～0.8%)和較高含錳量(0.7～1.0%和0.9～1.2%)兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標(biāo)記“Mn”，如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。

  碳素工具鋼含碳量在0.65～1.35%之間，經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具(見工具鋼)。

  含碳量在2.11%時，作為鑄鐵和碳鋼的黃金分割點。碳含量在2.11%之前為碳鋼。碳含量在2.11%之后為鑄鐵。而碳含量在0.0218%至0.77%之間稱為亞共析鋼，0.77%至2.11%之間稱為過共析鋼。含碳量為0.77%為共析鋼。碳含量在2.11%至4.3%，稱為亞共晶白口鑄鐵，碳含量在4.3%至6.69%之間稱為過共晶白口鑄鐵。碳含量在4.3%為共晶白口鑄鐵。

  按鑄鐵中存在形式分類

  根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同鑄鐵可分為：白口鑄鐵(絕大部分碳以滲碳體形式存在于鑄鐵中)、灰口鑄鐵(絕大部分碳以片狀石墨形式存在)、可鍛鑄鐵(由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火制成，其中碳以團(tuán)絮狀石墨形式存在)和球墨鑄鐵(在澆注前經(jīng)球化處理，碳以球狀或團(tuán)狀石墨存在。