合金钢是与各种元素合金化的钢，其总量在1.0%至50%重量之间，以改善其机械性能。合金钢分为两类：低合金钢和高合金钢。两者之间的区别是有争议的。Smith和Hashemi将差异定义为4.0%，而Degarmo等人则将差异定义为4.0%。，将其定义为8.0%。通常地，短语“合金钢”是指低合金钢。
严格来说，每种钢都是合金，但并非所有钢都称为“合金钢”。简单的钢是与碳(C )合金化的铁(Fe)(取决于类型，大约为0.1%至1%)。但是，术语“合金钢”是标准术语，是指除碳以外还刻意添加其他合金元素的钢。常见合金包括锰(常见的一种)、镍、铬、钼、钒、硅和硼。较不常见的合金包括铝、钴、铜、铈、铌、钛、钨、锡、锌、铅和锆。
以下是合金钢(与碳钢相比)的一系列改进的性能：强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性、淬透性和热硬度。为了获得这些改善的性能中的一些，金属可能需要进行热处理。
其中一些可用于特殊要求很高的应用中，例如喷气发动机的涡轮叶片和核反应堆中。由于铁的铁磁特性，某些钢合金在重要的应用中对磁性的响应非常重要，包括在电动机和变压器中。