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。
1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5%Mn-7%W的自硬钢，将切削速度提高到5米/分。1870年在美国用铬钢(1.5～2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度为 158.5米的大桥；稍后,一些工业***改用镍钢(3.5%Ni)建造大跨度的桥梁，或用于修造军舰。1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。