钢铁一词源于原日耳曼形容词stahlij 或者stakhlijan（钢制的)。对于普通铁-碳合金钢，碳的含量在0.002%和2.14%之间。碳含量值根据合金元素（例如锰、铬、镍、钨等）而变化。通常，钢是一种不经历共晶反应的铁碳合金。相反，铸铁经历过共晶反应。碳含量太低会使(纯)铁变得非常软、有韧性和脆弱。高于钢的碳含量会形成一种脆性合金，通常称为生铁。铁与碳形成的合金被称为碳钢，合金钢是为了改变钢的特性而有意添加其他合金元素的钢。常见的合金元素包括:锰、镍、铬、钼、硼、钛、钒、钨、钴和铌。在钢中，其它一些被认为是不需要的额外元素，如磷、硫、硅和痕量的氧、氮和铜，也很重要。

碳含量高于2.1%的普通碳铁合金被称为铸铁。现代的炼钢技术，如粉末金属成形，可以制造不常见的碳含量很高的钢。即使在加热时铸铁也不具有延展性，但它可以通过铸造形成，因为它的熔点比钢低，铸造性能好。铸铁的某些成分在保持熔化和铸造经济性的同时，可以在铸造后进行热处理，以制造可锻铸铁或球墨铸铁物体。钢不同于熟铁，熟铁可能含有少量的碳，但含有大量的炉渣。

铁通常以矿石的形式存在于地壳中，通常是铁的氧化物，例如磁铁矿或者赤铁矿。通过与优选的化学组分结合除去氧，并将碳以二氧化碳的形式移除，将铁从铁矿石中提取出来。这个过程被称为熔炼，最早应用于低熔点金属的提取，例如锡和铜，以及青铜。相比之下，铸铁的熔点大约为1,375 °C。在古代，少量的铁是固态冶炼的，先用炭火加热矿石，然后用锤子把块状物焊接在一起，然后在这个过程中把杂质挤出来。碳含量可以通过在火中仔细的移动来控制。与铜和锡不同，液态或固态的铁很容易溶解碳。

现代钢由不同组合的金属合金构成，以满足多种用途。 仅由铁和碳组成的碳钢占钢产量的90%。低合金钢与其他元素(通常为钼、锰、铬或镍，重量比最高可达10%)形成合金，以提高厚截面的淬透性。高强度低合金钢含有少量其他元素，通常为1.5%的锰，仅轻微提高成本便可以提供额外的强度。

最近的企业平均燃料经济性法规产生了一种新的钢材品种，称为先进高强度钢。这种材料既坚固又有韧性，可以在使用较少材料的同时保持车辆结构当前的安全水平。有几种市售等级的AHSS钢，例如双相钢，经热处理后同时包含铁素体和马氏体显微组织，从而生产出可成形的高强度钢。相变诱发塑性钢涉及特殊的合金化和热处理，以稳定室温下通常不含奥氏体的低合金铁素体钢中的奥氏体。通过施加应变，奥氏体可在不加热的情况下通过相变转化为马氏体。孪晶诱导塑性钢通过特定类型的应变来提高合金的加工硬化效果。

碳钢通常通过热浸镀或电镀锌来防锈。

钢铁广泛用于道路、铁路及其他基础设施、电器和建筑的建设。大多数大型现代建筑，如体育馆、摩天大楼、桥梁和机场，都由钢骨架支撑。即使是混凝土结构的建筑也用钢加固。此外，它还广泛应用于主要电器和汽车。尽管铝的使用不断增长，钢仍然是车身的主要材料。钢还用于各种其他建筑材料，如螺栓、钉子、螺钉和其他家用产品和炊具。

其他常见的应用包括造船、管道、采矿、海上建筑、航空航天、大型家用电器(如洗衣机)、重型设备（如推土机）、办公家具、钢丝绒、工具和背心或车辆装甲形式的装甲(更广为人知的轧制同质装甲)。