碳素钢主要有以下几类。
1.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。
2.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。
3.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。