钢是铁和碳的合金，其含碳量通常低于2.11%，是经济建设中不可或缺的金属材料。
钢根据化学成分主要分为碳素钢与合金钢两大类。碳素钢通过生铁冶炼获得，其主要成分是铁和碳，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，工艺性能良好，价格低廉，因此广泛应用于各种领域。随着现代工业与科技的快速发展，碳钢的性能已不能完全满足需求，于是人们开始研发各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，添加某些元素（称为合金元素）形成的多元合金，其性能显著提高，应用范围日益广泛。
钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，需对钢材进行分类。按用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为多种类：
一. 按用途分类
1. 结构钢：用于制造各种机器零件，包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。用于工程结构的钢，如碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。
2. 工具钢：用于制造各种工具，包括刃具钢、模具钢与量具钢。
3. 特殊性能钢：具有特殊物理化学性能的钢，包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。
二. 按化学成分分类
1. 碳素钢：按含碳量分为低碳钢（含碳量≤0.25%）、中碳钢（0.25%<含碳量<0.6%）、高碳钢（含碳量≥0.6%）。
2. 合金钢：按合金元素含量分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）、中合金钢（合金元素总含量=5%--10%）、高合金钢（合金元素总含量>10%）。根据钢中主要合金元素种类不同，还可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。
三. 按质量分类
1. 按有害杂质磷、硫的含量分为普通钢（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或磷、硫含量均≤0.050%）、优质钢（磷、硫含量均≤0.040%）、高级优质钢（含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%）。
此外，还可按冶炼炉的种类将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉）、空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢）与电炉钢。按冶炼时脱氧程度，可将钢分为沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧比较完全）及半镇静钢。
在给钢产品命名时，通常将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来，如普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。
金属材料的性能分为工艺性能和使用性能。工艺性能是指机械零件在加工制造过程中的性能，包括铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出的性能，包括机械性能、物理性能、化学性能等。
金属材料的机械性能是零件设计和选材的主要依据。不同的加工条件要求不同的工艺性能。机械性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
1. 强度：是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏的能力。强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
2. 塑性：是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。
3. 硬度：是衡量金属材料软硬程度的指标。常用的硬度测定方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等。
4. 疲劳：在循环载荷作用下，金属材料会发生疲劳。
5. 冲击韧性：是指金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。