碳素鋼有各種分類方法，如按化學成分（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優(yōu)質(zhì)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。在中國和某些國家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼（A類鋼）是保證力學性能的鋼。乙類鋼（B類鋼）是保證化學成分的鋼。特類鋼（C類鋼）是既保證力學性能又保證化學成分的鋼，常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國生產(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，使鋼強化，節(jié)約鋼材。在中國和某些國家，為適應專業(yè)用鋼的特殊要求，對普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學成分和性能進行調(diào)整，從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的專業(yè)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廣泛地用作深沖件如汽車、制罐等，20G則是制造普通鍋爐的主要材料，此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業(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，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”，如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。

碳素鋼的時效常給工業(yè)生產(chǎn)帶來很大危害，例如沸騰鋼焊接后，由于時效使焊接接頭熱影響區(qū)出現(xiàn)細小裂紋，嚴重影響焊接結(jié)構(gòu)的性。但由于近代冶金技術(shù)的發(fā)展，和在工業(yè)生產(chǎn)中的應用，尤其是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼能獲得更低的氮、氧含量，因此時效問題有所減輕。