碳素鋼是含碳量大于0.02%且小于2%（大于2%的稱為鑄鐵，小于0.02%的稱為熟鐵），其他元素很少的一種鋼。也是產量最高的金屬材料。，其他成分（不包括雜質）相對較高的鋼稱為合金鋼。

它通常用于對強度、硬度和耐磨性有要求的金屬零件，如刀具、鋼索、鋼琴線、彈簧和刀具等，加工后的零件通常需要進行加工和回火。鋼的含碳量越高，熱處理后的硬度、強度和耐磨性就越高。碳鋼分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼。這三種碳鋼又分為兩種；根據它們的特性，高碳鋼硬而脆，低碳鋼軟而有延展性。

1、含碳量為0.6%~2%的稱為高碳鋼。

高碳鋼是指回火時間長、含碳量高的鋼。主要用途是一般軸承、刀具、導軌、鋼架模具（用來鑄鋼）、鋼門。

可分為：超高碳高碳鋼：回火時間比高碳鋼稍長的鋼，主要用作一般建筑用鋼磚。
低碳鋼和高碳鋼：回火時間略短于高碳鋼（不是中碳鋼）的鋼。主要用于制作金屬管。碳素鋼

2、含碳量為0.3%～0.6%的稱為中碳鋼。

中碳鋼是指回火時間短、含碳量適中、性能介于高碳鋼和低碳鋼之間的鋼。主要用途是制造不銹鋼。

可分為：高碳中碳鋼：主要用途是制造需要高壓和耐磨的基材，如一般機械外殼。
低碳中碳鋼：主要用途是鑄不銹鋼。

3、含碳量為0.02%~0.3%的稱為低碳鋼。

低碳鋼是回火時間短的碳素鋼。它柔軟、耐沖壓且具有延展性。其主要用途是制造鋼筋、耐沖壓件、特種鋼等，可分為：普通低碳鋼：主要用途是制造鋼筋、鑄造材料、建筑用鋼（低碳鋼無縫管）、鋼板等。超低碳鋼：主要用途是沖壓耐磨件、飛機鋼結構等。