鋼的硬度主要跟鋼材的含碳量和鋼材的熱處理狀態有關。

變化規律為含碳量增高硬度加大。淬火後的鋼硬度最高，但太脆，須回火後適用。合金元素加入在含碳量低時主要與鐵基體形成間隙或置換固溶體，提高鋼的強度，對硬度影響不大。在含碳量高時，可形成分佈在鐵基體上的彌散金屬碳化物，有助於提高硬度,但提高幅度很小。低碳鋼無論淬不淬火，硬度都不高。中碳鋼淬火後硬度可以到HRC58--62，經過回火後，可以獲得較高的強度，彈性，適當的硬度。我們常用的彈簧，刀，斧，錘等含碳量都在此範圍。高碳鋼能達到的硬度：T8 HRC60--62 T9 HRC61--63 T10 HRC62--64 T11 HRC62--64 T12 HRC62--64 高速鋼中淬火後硬度達到HRC66--68的有W10Mo4Cr4V3Al,W12Mo3Cr4V3Co5Si,W2Mo9Cr4VCo8,W10Mo4Cr4V3Co10,FW10Mo5Cr4V2Co12

最硬的鋼是高速鋼，又稱高速工具鋼或鋒鋼，俗稱白鋼。

碳鋼的型號有沸騰鋼（F）、鎮靜鋼（Z）、半鎮靜鋼（b）和特殊鎮靜鋼（TZ）或者低碳鋼（WC ≤ 0.25%）,中碳鋼（WC0.25%—0.6%）和高碳鋼（WC>0.6%）。

按鋼的質量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼（含磷、硫較高）、優質碳素鋼（含磷、硫較低）和高階優質鋼（含磷、硫更低）和特級優質鋼。