钢是由两种以上金属元素的合金所组成的。碳钢是铁和碳两元素所组成的铁碳合金，所以钢的组织实质上是钢的合金组织，钢的合金组织主要有：铁素体、渗碳体、珠光体和奥氏体等。铁碳合金的组织形式，主要决定于铁和碳的相互作用。

碳原子溶解于α-铁中的一种固溶体称为铁素体。根据温度不同，碳溶解量不同。在723℃时，碳的质量分数为0.0218%，在室温时，碳的质量分数只有0.006%，由于铁素体含碳量很低，其组织与性能类似纯铁，具有良好的塑性和韧性，但强度和硬度较低（抗拉强度为245MPa、硬度为(100～180HBS）。

铁和碳相互作用形成间隙化合物（Fe3C）称为渗碳体。其碳的质量分数为6.67%。它具有很高的硬度（800HBW）和很大的脆性，而塑性和韧性几乎等于零。所以，钢中渗碳体量的多少及其形状、大小和分布，对钢的性能影响很大。

它是由碳质量分数为0.77%的奥氏体在共析温度（727℃）转变为铁素体和渗碳体的机械混合物。珠光体中碳的质量分数为0.77%，组织性能介于渗碳体和铁素体之间，硬度为(180～250HBS)，强度高于铁素体，而塑性和韧性高于渗碳体。

将碳溶于γ-铁中的固溶体称为奥氏体。γ-铁为面心立方晶格，在温度727℃时，碳的质量分数最大为0.77%，在1148℃时碳的最大质量分数为2.11%，因此，奥氏体的强度和硬度比铁素体高，并在高温下一般呈单相组织。且有良好的塑性，是锻造、热处理的理想组织。