合金鋼中常用的合金元素有硅（Si）、錳(Mn)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鎢(W)、釩(V)、鈦（Ti）、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鈷 (Co)、鋁(Al)、銅(Cu)、硼(B)、稀土(RE)等。磷 (P)、硫(S)、氮(N)等在某些情況下也起合金元素的作用。

根據各種元素在鋼中形成碳化物的傾向，可分為三類：

①強碳化物形成元素，如釩、鈦、鈮、鋯等。 這類元素只要有足夠的碳，在適當的條件下，就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態進入固溶體中。

②碳化物形成元素，如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態進入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe，Mn)₃C、(Fe，Cr)₃C等,如果含量超過一定限度（除錳以外），又將形成各自的碳化物,如(Fe，Cr)₇C₃、(Fe，W)₆C等。

③不形成碳化物元素，如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態存在于奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素，如鋁、錳、硅、鈦、鋯等，極易和鋼中的氧和氮化合，形成穩定的氧化物和氮化物，一般以夾雜物的形態存在于鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時能形成不同類型的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等，如果含量超過它在鋼中的溶解度，則以較純的金屬相存在。

合金鋼的種類繁多，為了便于生產、使用和科學研究，需要進行分類。

（1）按用途分類,大體上可分為：建筑結構用鋼，機械結構用鋼（除了合金結構鋼）外，還包括合金彈簧鋼和軸承鋼等），工具鋼（包括工模具鋼和高速工具鋼）以及特殊性能鋼（不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、無磁鋼等）。

（2）按合金元素的總含量可分成：低合金鋼（5％以下）、中合金鋼(5～10％)和高合金鋼（超過10％）。

（3）按所含主要元素分類，有鉻鋼、鎳鋼、鉬鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼等。

（4）按合金鋼的金相組織又可分成：鐵素體鋼、珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼，以及亞共析鋼和過共析鋼等。