碳素工具鋼生產成本較低，原材料來源方便；易于冷、熱加工，在熱處理后可獲得相當高的硬度；在工作受熱不高的情況下，耐磨性也較好，因而得到廣泛應用。其中，高級優質碳素工具鋼韌度較高，磨削時可獲得較高的光潔度，適宜制造形狀復雜、精度較高的工具。但是，這類鋼紅硬性較差，工作溫度超過250℃以后，硬度和耐磨性迅速下降。這類鋼淬透性低，工具斷面尺寸大于15mm時，水淬后只有表面層得到高的硬度，故不能做大尺寸的工具。這類鋼淬火溫度范圍窄，易過熱，淬火時畸變、開裂傾向性大，且易產生軟點。
與合金工具鋼相比，此類鋼淬透性低，在水中淬透直徑為15mm，而在油中淬透直徑僅為5mm。另外，此類鋼的熱硬性低，工作溫度高于250℃時鋼的硬度和耐磨性急劇下降，從而鋼的切削能力顯著降低，所以此類鋼只適于制作尺寸小、形狀簡單、切削速度低、進刀量小、工作溫度不高的工具。
此類鋼的碳含量范圍為0.65%～1.35%。在中國國家標準GB1298—77中共有8個牌號碳素工具鋼。其中碳含量較低的T7鋼具有良好的韌性，但耐磨性不高，適于制作切削軟材料的刃具和承受沖擊負荷的工具，如木工工具、鐮刀、鑿子、睡子等。T8鋼具有較好的韌性和較高的硬度，適于制作沖頭、剪刀，也可制作木工工具。錳含量較高的T8Mn鋼淬透性較好，適于制作斷口較大的木工工具、煤礦用鑿、石工鑿和要求變形小的手鋸條、橫紋銼刀。T10鋼耐磨性較好，應用范圍較廣，適于制作切削條件較差、耐磨性要求較高的金屬切削工具，以及冷沖模具和測量工具，如車刀、刨刀、銑刀、搓絲板、拉絲模、刻紋鑿子、卡尺和塞規等。T12鋼硬度高、耐磨性好，但是韌性低，可以用于制作不受沖擊的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和測量工具，如刮刀、鉆頭、鉸刀、擴孔鉆、絲錐、板牙和千分尺等。T13鋼是碳素工具鋼中碳含量最高的鋼種，其硬度極高，但韌性低，不能承受沖擊載荷，只適于制作切削高硬度材料的刃具和加工堅硬巖石的工具，如銼刀、刻刀、拉絲模具、雕刻工具等。