按化學成分分類碳素鋼按化學成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。(1) 低碳鋼又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.25%低碳鋼易于接受各種加工如鍛制，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，，螺栓，軸等。(2) 中碳鋼碳量0.25%～0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。
按產品質量分為普通碳素結構鋼和碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的高硬度約為 HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。
所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到廣泛的應用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機械零件。(3)高碳鋼常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。錘，撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造； 切削工具如鉆頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。
