在鐵碳合金中，碳質量分數小於2.11%的鐵碳合金稱為碳鋼或碳素鋼。常用碳鋼的碳質量分數一般都小於1.3%，其強度和韌性均較好，工程性能比較優越。
碳鋼冶煉簡便，加工容易，價格便宜，而且在一般情況下能滿足使用性能的要求，是應用最多的工程金屬材料。
實際使用的碳鋼，除鐵、碳兩個主要元素之外，還含有少量Mn、Si、S、P、H、O、N等非特意加入的雜質元素。其中元素S和P對鋼的性能損害較大，Si、Mn等能提高鋼的強度和硬度。依據S、P含量的多少又可把碳鋼分為普通碳素鋼、優質碳素鋼和高級優質碳素鋼。