碳素钢是以铁和碳为主要成分的铁碳合金，合金钢是在碳素钢基础上加入一种或多种合金元素炼成的具有特殊性能的钢材，二者可通过成分、性能、分类方式来区分。具体如下：
成分
碳素钢：主要成分为铁（Fe）和碳（C），含碳量在0.05%~2.0%之间，同时含有少量硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）等杂质元素。根据含碳量不同，碳素钢又分为低碳钢（含碳量≤0.25%）、中碳钢（含碳量>0.25%且≤0.60%）和高碳钢（含碳量>0.60%）。
合金钢：在碳素钢的基础上，加入一种或多种合金元素（如铬（Cr）、锰（Mn）、镍（Ni）、钼（Mo）、钒（V）、钛（Ti）等）炼成的钢。根据合金元素的总含量，合金钢可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）、中合金钢（合金元素总含量5%~10%）和高合金钢（合金元素总含量>10%）。
性能
碳素钢：随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。低碳钢强度、硬度低，但塑性、韧性及焊接性良好；中碳钢综合性能较好；高碳钢硬度高、耐磨性好，但韧性较低。
合金钢：具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性、耐热性等。例如，不锈钢具有优异的耐腐蚀性，耐热钢能在高温下保持强度和稳定性。
分类方式
碳素钢：主要按含碳量分类，分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
合金钢：
按合金元素总含量分类：分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。
按用途分类：分为合金结构钢（用作工程构件和各种机械零件）、合金工具钢（用作测量工具、模具、刀具等）和特殊性能钢（如不锈钢、耐热钢等，具有特殊的物理性能或化学性能）。
