市販されている炭素鋼の主要成分は、鉄（Fe）と炭素（C）ですが、鉄鉱石からの精錬の過程で不純物として硫黄（S）0.03％程度、リン（P）0.01％、珪素（Si）0.05％含んでいるのが一般的です。
炭素鋼は、炭素含有量によってその組織が変化することがわかっています。室温（20℃前後）では、炭素鋼は通常は純鉄（Fe）とセメンタイト（cementite,Fe3C）という結晶組織を形成しています。炭素鋼は常温では金属結晶という組織を形成しています。旋盤やフライス盤で炭素鋼を切削加工する際に発生する切り屑（切り粉）の組織もこの組織をしているということになります。
炭素の含有量が多くなるほど、セメンタイトの量が増えて行きます。セメンタイトの量が増えると硬さが増して行きます。
ここで、セメンタイトとフェライトの存在のしかたですが、通常は、交互に縞模様となって指の指紋のような形状で存在しています。このフェライトとセメンタイトで形成された縞模様組織をパーライト（Pearlite）と呼んでいます。この呼び名は、真珠（Pearl）のように輝いて見えるところから来ていると言われています。
最初の話しに戻りますと、つまり炭素鋼は、室温ではパーライト組織で存在しているということになります。本当かどうかを確認するためには、炭素鋼をよく磨いてから薄い酸で腐食させて、200倍ぐらいの倍率で顕微鏡で観察してみるとパーライトの縞模様を観ることができると思います。
炭素量が0.8％の炭素鋼のことを特に「共析鋼」と呼んでいます。炭素量が0.8％未満の場合には「亜共析鋼」、0.8％～2％の場合には「過共析鋼」と呼んでいます。
亜共析鋼も過共析鋼も、室温から温度を上げていき、770℃（A2変態点）までは強い磁性を帯びています。炭素含有量の差によってはA2変態点の温度はほとんど変わりません。
共析鋼をさらに温度を上げていくと、723℃（A1変態点）以上でパーライトからオーステナイトという組織に変わります。
オーステナイトから徐々に冷却してきた場合には、723℃でパーライトに変化を始めます。炭素鋼を温度を上げ下げ下場合には、急冷却しなければパーライトとオーステナイトを言ったり来たりするということになります。
急冷却してしまった場合には話は違ってきます。