目前常用的钢分类方法很多，以下几种分类方法较为实用。
按钢的含碳量（或称碳的质量百分数）分类（1）低碳钢，其含碳量在0.0218％～0.25％之间，组织多为铁素体＋少量珠光体，强度较低，塑性好，易于变形及焊接。
（2）中碳钢，其含碳量约在0.25％～0.6％之间，强韧性较好，热处理后性能变化较大，经淬火＋高温回火后得到强韧性很高的回火索氏体组织，常用于易受冲击的轴、齿轮类零件。
（3）高碳钢，其含碳量在0.6％～2.11％之间，淬火后有很高的硬度，但脆性大，常用于刃具、模具。
按冶金特点分类按钢中有害杂质元素硫、磷含量的高低，结构钢可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。按钢材冶炼时的脱氧程度可分为：沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢。
按钢的用途、成分、性能分类按用途和性能可分为结构钢、工具钢、轴承钢、不锈钢、耐蚀钢和耐热钢等；按成分可分为非合金钢（即碳素钢）、低合金钢及合金钢。
碳素钢
碳素钢主要有以下几类。
普通碳素结构钢普通碳素结构钢因对碳含量及杂质元素限制不严、冶炼过程比较简单、生产费用低、价格便宜而得名。此外，工艺性较好，在力学性能上能满足普通工程构件及机器零件的要求，所以工程上用量很大，约占钢总产量的70％左右。这类钢主要是保证屈服强度，常轧制成钢板或各种型材供应，用于一般工程结构及机器零件。主要为低碳钢，一般不经热处理强化。其中含碳量越高者，强度、硬度越高，而塑性、韧性及焊接性越差。主要钢号为Q195、Q215、Q235A、Q235C、Q255等。
优质碳素结构钢这类钢对成分及杂质的限制较严，生产成本相对较高，大多需再进行热处理来进一步提高性能。其中碳含量很低的低碳钢（如08号、10号钢），因强度低、塑性好而常制成薄板，用来制造冲压零件；含碳稍多的低碳钢（如15号、20号钢）强度较高，塑性仍好，其板材可制船舶、容器、桥梁之类工程结构，棒材常用做渗碳钢，生产一些表面要求耐磨，心部要求强韧的轴、齿轮类零件；含碳量较高的中碳钢（如40号、45号、50号钢），经淬火加高温回火（又称调质处理）后具有最佳的强韧性，常用于制造轴、杆、齿轮类承受冲击及磨损的零件（也常再进行表面淬火等强化）；而接近高碳的60号、65号钢经淬火加中温回火后，具有很高的弹性强度及适量的韧性，适于制作弹簧、钢丝绳、火车轮、钢轨等。
碳素工具钢碳素工具钢的平均含碳量为0.7％～1.3％，以保证获得高硬度及高耐磨性的马氏体，属于优质高碳钢。随着含碳量的增加，其在热处理（通常为淬火+低温回火）后的硬度和耐磨性提高，而韧性则下降。因此，对于侧重要求硬而耐磨的工具，如锉刀、刨刀、丝锥、钢锯片，多采用T12、T10之类含碳多的钢；而对侧重于要求韧性的受冲击工具，如冲头、风动工具、锤子、錾子等，则多采用T7、T8等含碳较少的工具钢。
碳钢生产方便，成本低廉，易于加工，通过调整含碳量及适当的热处理，可以满足工业上的很多要求。但是，碳钢也存在一些方面的不足，如强度不够高（<690兆帕），淬透性差，耐蚀性、耐热性及低温韧性较差等，限制了其在一些领域的应用。
合金钢为克服碳钢性能上的不足，人们通过在优质碳素钢基础上加入锰、镍、铬、钨、钼、铌、钒、钛、硼等合金元素来改善碳钢的性能，从而形成了合金钢。
低合金结构钢低合金结构钢是在低碳的碳素结构钢基础上，加入少量合金元素（总量小于3％）而发展起来的。这类钢的强度比前述碳素结构钢高20％～30％以上，并有较好的塑性、韧性、焊接性，常热轧成钢板及各种型材，一般不需热处理而直接用于制造桥梁、船舶、车辆、容器及建筑结构件等。在相同承载下，可节约钢材20％以上，可减轻结构件自重，提高使用可靠性。例如，武汉长江大桥采用Q235钢制造，其主跨度128米；南京长江大桥采用Q345（16Mn）钢，其主跨度为160米；而九江长江大桥采用Q420（15MnVN）钢，其主跨度长达216米。
合金工具钢用于制造各种刃具、模具、量具等工具的合金钢称为合金工具钢。它是在前述碳素工具钢的基础上加入Cr、W、Mo、V、Mn、si等合金元素而制得，以提高钢的强硬度、耐磨性、淬透性及热硬性，可用于高温下承受摩擦磨损的模具及切削刃具，如9SiCr、CrWMn、9Mn2V、Cr12MoV等。而对于工作温度高、承受一定冲击的铸模、热锻模，则可用3Cr2W8V、5CrNiMo、4Cr5MoSiV、8Cr3等。
特别是含W、Mo、Cr、V等强碳化物形成元素较多的W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2这类高合金工具钢，在600～800℃下仍有很高硬度和耐磨性，常用于高速切削的麻花钻、车刀、铣刀及耐热模具的制造，削铁如泥，故又称“高速钢”。
此外，还有用于机器零件的属于低碳钢的合金渗碳钢（如20CrMnTi等，主要用于汽车齿轮），属于中碳钢的合金调质钢（如45MnB等，主要用于承受冲击的轴或齿轮），属于中高碳钢的合金弹簧钢（如60Si2Mn等，主要用于汽车弹簧），属于高碳钢的滚动轴承钢（如GCr15）以及其他具有特殊性能的合金钢。由于合金元素的加入，使性能都有所提高。
铸铁铸铁是含碳量大于2.11％（一般为2.5％～4.3％）的铁碳合金，受原料及冶炼工艺的限制，其中还含少量硅、锰、硫、磷等杂质。因其熔点比钢低，熔化后流动性好，并且由于其塑性很差而不可塑性加工成形及不好焊接，仅适于铸造成形而得名。
如铸铁成分仅由铁和碳组成，则其固态组织中碳全部以硬而脆的渗碳体Fe3C形式存在，断口白亮，故称为白口铸铁，其性能硬而脆，只适于制造少数要求硬而耐磨的机械零件，如犁铧、轧辊等，或做炼钢的原料。如在白口铸铁成分的基础上加入一定量的硅（约1.5％～3.0％），硅就像活性剂或润滑剂一样，可明显促进液态铁水中甚至固态基体中碳原子的扩散和聚集。由扩散聚集的程度不同，可得在钢基体上分布着不同数量、大小的片状石墨的混合组织，因其断口呈暗灰色，故称灰口铸铁。
由于石墨的强度、塑性都极低，故可以把灰口铸铁看成是含有大量裂纹的钢，其抗拉强度比钢低得多。但是石墨对抗压强度影响不大，所以灰口铸铁的抗压强度接近钢。铸铁中低密度的石墨存在，就像无数吸声消音器，可有效地吸收震动能量，故灰口铸铁是制造机床床身和各种机座的良好材料。石墨有润滑性，并且石墨孔隙还易贮存润滑油，故使铸铁有良好耐磨及减摩性。石墨使基体不连续，切削加工时，切屑易断裂和脱落，并对刀具有润滑性，刀具不易磨损，从而易于切削加工。另外，这类铸铁生产工艺简单，对生产原料要求不严，价格低廉，铸造性好，在工业上广泛应用于汽车等发动机的缸体、摩擦片、机床床身、底座等复杂零件。常见牌号如HT150、HT200、HT250等。
如把含少量硅的白口铸铁坯件经高温、长时间的石墨化退火后，则会使其中处于亚稳定状态的渗碳体在固态下分解而获得钢基体上分布许多类似棉花团状的“团絮状”石墨G（Fe3C→3Fe+C）。此石墨形态对钢基体的割裂作用远小于片状石墨的灰口铸铁，使其强度、塑性和韧性高于灰口铸铁。为形容其相对良好的塑性、韧性，取名“可锻”铸铁，其实不可锻造。可锻铸铁又称“玛钢”，其铁水处理简单，薄件质量稳定，且成本较低，所以适于批量生产形状复杂的薄壁的、并且要求强韧性的中小件，如建筑脚手架连接卡（扣件）、犁刀、矿车轮、扳手、水管三通、拖拉机前后轮壳等。典型牌号如KTH350－10、KTZ450－06。
通过控制灰口铸铁的成分，并在灰口铸铁浇注时，加入少量的球化剂（常为含稀土镁的硅铁合金），则可得到一种在钢基体上分布着球状石墨的铸铁组织，故称球墨铸铁。由于石墨呈球状，其对基体的割裂作用及导致的应力集中程度最小，使基体强度的利用率可高达70％～90％。所以球墨铸铁不仅有接近钢一样的抗拉强度，有一定的塑性和韧性，并可进行各种热处理，可用来制造一些受力复杂，而强度、韧性和耐磨性要求较高的零件，如汽车发动机曲轴、连杆、凸轮轴，汽车后桥壳、机器底座等。典型牌号如QT600－03、QT800－02。
此外，还有石墨形状位于片状和球状之间的蠕墨铸铁，还可通过合金化及热处理生产具有某些特殊性能的铸铁，如耐蚀铸铁、耐热铸铁、耐磨铸铁等。