齒輪鋼是可用于齒輪加工和制造的鋼材的總稱。一般有20#鋼等低碳鋼，20cr等低碳合金鋼。、20CrMnTi等，中碳鋼：35#鋼，45#鋼等，中碳合金鋼：40Cr、42CrMo、35CrMo等，都可以稱為齒輪鋼。這種鋼材通常在熱處理后具有良好的強度、硬度和韌性，或者表面耐磨，心臟具有良好的韌性和抗沖擊性。
齒輪鋼是汽車、鐵路、船舶和工程機械中使用特殊合金鋼的關鍵材料之一。它是確保安全的核心部件的制造材料。近年來，齒輪鋼正朝著高性能、長壽命、穩定運行、低噪音、安全、低成本、易加工、多品種等方向發展。
淬透性是齒輪鋼的重要性能指標之一。主要保證不同尺寸齒輪的心臟硬度，有利于控制齒輪的熱處理變形。齒輪鋼的淬透性和淬透性帶寬的控制主要取決于化學成分及其均勻性。也就是說，碳、錳等對淬透性影響較大的元素的控制，鋼的內部控制成分范圍是根據鋼中碳和合金元素對淬透性各點硬度值的影響來確定的。
氮、氫、氧等有害元素與鋼中的氧化物和硫化物混合，會降低鋼的機械性能，惡化鋼的工藝性能，從而影響汽車滲碳齒輪的使用壽命。
目前，國內外對齒輪鋼氧含量的要求控制在20×10-6以下，國際先進水平為12×不到10-6，而國內一些特殊鋼廠已經達到15×10-6以下。
顆粒尺寸是齒輪鋼的重要指標。齒輪鋼中的細小均勻奧氏體顆粒經淬火后得到細馬氏體組織，顯著改善了齒輪的疲勞性能，減少了齒輪熱處理后的變形。齒輪鋼的顆粒尺寸要求≥6級，通常在冶煉過程中控制鋼中殘余鋁含量達到細化晶粒。
帶狀組織是鋼的組織缺陷。對于齒輪鋼來說，嚴重的帶狀組織會影響滲碳的均勻性，增加淬火變形程度，使滲碳齒輪的尺寸精度較差。因此，齒輪鋼的帶狀組織要求不超過3級。
為了減少或消除齒輪鋼的帶狀組織，在冶煉和軋制過程中應采取適當的技術措施。在冶煉過程中，應盡量減少鋼中有害元素、氣體和雜物的含量；在澆注過程中，應采用低澆注溫度、提高冷卻速度和電磁攪拌；在軋制過程中，應采用高剛度、大變形的工藝，以增加軋制（鍛造）的比例，并應提高終軋制溫度。
分類用途
1)42CrMo齒輪鋼具有強度高、淬透性高、韌性好、淬火時變形小、蠕變強度高、高溫時持久強度高等特點。
用于制造要求比35CrMo鋼強度更高、調質截面更大的鍛件，如機車牽引用的大齒輪、增壓器傳動齒輪、壓力容器齒輪、后軸、負載較大的連桿和彈簧夾；也可用于2000m以下的石油深井鉆桿接頭和打撈工具；也可用于彎曲機的模具。
2）20CrMnTiH是一種性能良好的滲碳鋼。經滲碳淬火后，具有高淬透性、堅硬耐磨的表面和堅韌的心臟？低溫沖擊韌性高，焊接性中等，正火后切削性好。
用于制造截面，承受高速、中等或重載荷，30mm的沖擊和沖擊
摩擦的重要部件；例如：齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。它是18CrMnTi的替代鋼，廣泛用作滲碳部件，在汽車.拖拉機行業用于截面小于30mm；重要的滲碳部件，承受高速.中、重負荷和沖擊.摩擦；例如齒輪.軸.齒圈.齒輪軸.滑動軸承的主軸.十字頭.爪形離合器.蝸桿等
