优质碳素钢（high-quality carbon steel）中的有害杂质元素S、P比普通碳素钢低，不仅如此，二者的冶炼方法也多有不同，普通碳素钢多用成本最低转炉冶炼，而优质碳钢则采用平炉或纯氧顶吹转炉冶炼，脱氧较好，杂质含量较低，故其综合机械性能、耐蚀性等均优于普通碳素钢。优质碳素钢与高级优质碳素钢相比，价格不高，且是工程上应用最广泛的碳素钢。
优质碳素钢的表示方法和代号执行GB／T 221《钢铁产品牌号表示方法》。优质碳素钢的钢号前面数字表示钢中平均含碳量的万分之几，如20钢表示钢中平均含碳量为万分之20。钢中渗有合金元素时，在钢号后面加上其元素符号，如Q345（16Mn）、Q390（15MnTi）。特殊用途的优质碳素钢，在钢号后面注有汉语拼音字母，如20g（20锅炉钢）（注：在GB 713标准内，20g和20R合并后改为Q245R。20g与20G是不同的，而20G钢管是GB／T 5310《高压锅炉用无缝钢管》钢号（国外对应牌号：德国st45.8、日本STB 42、美国SA 106B），为最常用锅炉钢管用钢，化学成分和力学性能与20板材基本相同。
例如：优质碳素钢20＃牌号意义表示钢材的平均含碳量为0.2％。
美国 ASTM标准采用了AISI（美国钢铁学会）和SAE（美国汽车工程师学会）碳素钢的牌号表示方法，AISI和SAE的牌号表示方法一般采用4位数字，前两位表示钢类，后两位表示碳含量，编号系统如下：
10××碳素钢［锰含量（质量分数）不大于1.0％］
11××含硫易切钢
12××含硫和含磷易切钢
15××高锰碳素钢
此外，有些牌号的4位数字之间加入字母“B”，表示含硼钢，或加入字母“L”，表示含铅钢；有些牌号在4位数之后加字母“LC”，表示超低碳［碳含量（质量分数）不大于0.03％］，加字母“H”，表示保证淬透性。UNS（金属与合金牌号统一数字系统）已在ASTM标准中使用，该系统由1个代表钢或合金的前缀字母和5位数字组成，碳素和合金结构钢（包括轴承钢）为Gxxxxx，5位数字中前4位采用了AISI和SAE的牌号系列，第5位（最后一位）数字一般为“0”。若要表示钢的特殊性能和用途，以及含有特殊元素，则采用其他数字，如Gxxxxx1xxx1表示含硼钢，Gxxxx4表示含铅易切钢等。保证淬透性的钢则牌号前缀字母为“H”，后面4位数字与AISI和SAE牌号系列数字编号相同，第5位一般为“0”含硼钢的第5位数字仍用“1”来表示。
美标材料表达方法与国标不同：A106 GR.B、API 5L GR．B、A333 GR.6、B564 UNS40400等，它们前面的A106、API5L等表示制造标准号，GR.B或UNS 40400表示材料系列号或者为材料号。
GB／T 699《优质碳素结构钢》给出了优质碳素钢的化学成分和机械性能要求。工业管道中常用的牌号为08、10、20三种。08和10钢因含碳量低、硬度低、塑性好，常用作金属垫片。20钢则常用于管子和管件。
GB／T 8163《输送流体用无缝钢管》、GB／T 9948《石油裂化用无缝钢管》、GB／T 6479《高压化肥设备用无缝钢管》、GB／T3087《低中压锅炉用无缝钢管》、GB／T 5310《高压锅炉用无缝钢管》等标准给出了优质碳素钢钢管的材料制造要求，它们都是工业管道常用的钢管标准。
GB／T 710《优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带》、GB／T711《优质碳素结构钢热轧厚钢板和钢带》、GB／T 713《锅炉和压力容器用钢板》、YB／T 5139《压力容器用热扎钢带》等标准给出了优质碳素钢钢板的材料制造要求，它们都是管道常用的钢板标准。选用时，应根据其应用范围确定。
GB／T 12225《通用阀门 铜合金铸件技术条件》、GB／T 12228《通用阀门 碳素钢锻件技术条件》等标准给出了优质碳素钢的铸件材料制造要求。
