碳鋼的優點是硬度高、耐磨性強、具有良好的切削加工性、容易獲得、生產成本比較低；缺點是碳鋼的熱硬度較差，碳鋼的淬透性很低。
作為壹種含碳量較高的鋼種，進行熱處理，並進行特殊加工，可以得到更高硬度和更好耐磨性的特殊高碳鋼，能夠用於制作多種機械工具和部件，這是其他鋼種無法代替的；如果進行退火處理，在退火狀態下的硬度會有所減少，從而產生良好的可切割和可加工性。
雖然進行特殊處理會加強它的強度和硬度，但是當熱處理的環境達到壹定溫度時會產生壹些不好的效果，如當工作時環境溫度在200℃以上，碳鋼的硬度和耐磨性會急劇下降，無法產生優勢並作相關處理。
此外，由於碳鋼含有較高比例的碳元素，因此它的淬透性很低，對相關淬透的條件非常苛刻，如果條件不滿足就會發生變形和開裂的現象，影響鋼鐵的生產和制造加工過程。
碳鋼的分類
1、低碳鋼（C≤0.25％），又稱軟鋼，低碳鋼易於接受各種加工如鍛造，焊接和切削。常用於制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。
2、中碳鋼（0.25％＜C≤0.6％），有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。按質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。中碳鋼的熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度和硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低於低碳鋼。
3、高碳鋼（C＞0.6％）常做工具鋼，含碳量從大於0.60至1.70％，可以淬火和回火。含碳量越高，硬度、強度越大，但塑性降低。（另外，含碳量2.1％至4.5％鐵碳合金壹般稱為鑄鐵。）