合金結構鋼是在碳素結構鋼的基地上加入適量的一種或幾種合金元素而形成的，它比碳素結構鋼的綜合性能要好，是合金鋼中用量最大的一類鋼，它廣泛地用于制造各種重要的機器零件和各類工程結構。

當零件的形狀復雜、截面尺寸較大、力學性能較高、淬透性較好時，采用碳素結構鋼常常難于滿足要求，而合金結構鋼由于合金元素的作用，能夠明顯地提高強度、韌性和耐磨性，并具有良好的淬透性。對于大型零件，由于合金結構鋼淬透性較高，能夠在零件整個大截面上淬透而得到均勻一致的良好的綜合力學性能，既有高強度又有足夠的韌性。因此，強度、韌性要求均高的重要零件或截面尺寸較大、形狀復雜的零件采用合金結構鋼制造比較理想。

        合金結構鋼通常需熱處理，以獲得良好的綜合力學性能，按其含碳量和熱處理工藝的不同，可將合金結構鋼分為合金調質鋼與滲碳鋼兩類。

        合金調質鋼的含碳量(質量分數)在0.25%~0.50%范圍內，一般采用淬火和高溫回火的調質處理，可以得到高強度和足夠的韌性，為進一步提高零件表面的耐磨性,對某些中碳合金調質鋼可在調質后再進行表面火焰或高頻淬火，或調質后再進行氮化處理。

        合金調質鋼多用于制造高強度、高韌性、綜合力學性能優良的重要機器零件，如齒輪、各種軸(發動機曲軸、機床主軸)及高強度聯接螺栓等。

        合金滲碳鋼的含碳量(質量分數)在0.15%~-0.25%范圍內，滲碳淬火處理之后，心部保持足夠的韌性，表面具有高硬度和良好的耐磨性。這類鋼多數為低合金滲碳鋼(合金元素總含量(質量分數) <3%)，少數為中合金滲碳鋼(合金元素總含量(質量分數)為5%~7%)，其熱處理工藝通常為滲碳、淬火再低溫回火。

低合金滲碳鋼常用于中、小型(截面尺寸小于30mm)機械零件。中合金滲碳鋼的淬透性高，具有較高的強度和良好的韌性，常用于制造承載復雜、重載荷及截面較大的滲碳件。