合金結構鋼是在碳素結構基礎上，加入5%以下的一種或幾種元素。鋼中加入合金元素，首先是提高了鋼的淬透性，保證鋼經過熱處理后獲得良好的綜合機械性能，具有高的強度和足夠的韌性。
1、根據熱處理工藝的不同大體分為：
（1）調質結構鋼：許多重要零件如軸類、連桿、重要螺栓等，多是在承受很大的交變應力和沖擊負荷等多種復合應力下工作，因此要求有較高的強度和韌性的綜合機械性能。為了達到上述要求，鋼件必須經過淬火及高溫回火處理（即調質處理），淬火處理得馬氏體組織，然后高溫回火得到索氏體組織。調質鋼的含碳量在0.3－0.5%之間，碳量低不易淬硬，回火后得不到所需強度；碳量高則韌性低，在使用中發生脆性斷裂。
（2）表面硬化鋼：制成的零件通過某種熱片處理可以得到堅硬耐磨的表面層和柔韌適當的心部。如齒輪為了傳遞扭矩，必須有足夠強度，在換擋過程中又承受沖擊負荷，又要求有韌性，在嚙合過程中，齒輪又承受強烈的磨損而就有耐磨性因此，齒輪應具有整體強度高和“表硬內韌”的性能。
2、按熱處理工藝，主要有：
（1）受用低碳鋼滲碳淬火：含碳量一般在0.10－0.25%之間，以保證零件心部有良好的韌性。作滲碳用的合結鋼加入＜2%‘鉻、＜4.5%鎳、2%錳、0.001－0.004%硼，可以提高鋼的淬透性，改善零件心部組織和性能外，還能提高滲碳層的強度和塑性；有時還加入微量的鈦、釩等元素，起細化晶粒，防止滲碳時發生過熱的影響。
（2）采用滲氮處理：合結鋼中含有鋁的鋼如38CrMoAL屬滲氮鋼。鋁可和氮化合形成氮化鋁，增加表面硬度和耐磨。
（3）采用碳鋼高頻感應加熱表層淬火：合金結構鋼按治金質量分為優質鋼和高級優質鋼（鋼號后加“A”）；用途分為壓力加工（熱壓力加工或冷壓力加工）和切削加工用鋼；按供應狀態分為不熱處理、正火、退火或高溫回火。
