合金结构钢（GB/T3077-1999）是在碳素结构钢的基础上，适当加入一种或数种合金元素，用来提高钢的力学性能、韧性和淬透性。 用此类钢制造的产品，通常需经热处理（正火或调质）；其制成的零、部件在使用前，通常需经过调质或表面化学处理（渗碳、氮化等）、表面淬火或高频淬火等处理。因此，根据化学成分（主要是含碳量）、热处理工艺和用途的不同，此类钢大致又可分为渗碳、调质和氮化钢三种。
差等级标准化外径允许偏差D1±1.5%，±0.75 mmD2±1.0%。±0.50 mmD3±0.75%．±0.30 mmD4±0.50%。±0.10 mm在元素符号后亦可标以数字"1"，例如钢号"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。