La classification de l'acier inoxydable dépend de sa microstructure cristalline. La composition chimique de l'acier inoxydable contient du fer. Avec le fer, les aciers inoxydables ont également des ajouts de chrome ainsi que d'autres éléments (nickel, chrome ou molybdène) dans son alliage. La teneur minimale en chrome dans l'acier inoxydable est de 11%, ce qui l'empêche de rouiller. L'utilisation du chrome dans l'alliage est ce qui le rend également immunisé contre la chaleur. La microstructure de chaque classe d'acier inoxydable varie avec l'inclusion de différents éléments dans sa chimie en quantités variables. Par exemple, la microstructure de l'austénite, qui est également dans l'étude de la cristallinité des métaux, est appelée structure cubique à face centrée. La microstructure fcc est le résultat de l'ajout de nickel, d'azote ou de manganèse à l'alliage. Ce type de composition élémentaire améliore également les propriétés de résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques de l'alliage.
D'autre part, la microstructure de l'acier inoxydable martensitique est bct, ou ce qui est appelé tétragonale centrée sur le corps. Étant une structure très contrainte, la composition chimique du métal a été sursaturée en carbone. Une autre caractéristique distinctive pour ces deux classes d'aciers inoxydables est leur propriété de trempabilité, qui pourrait être influencée par la chaleur. Alliages d'acier inoxydable austénitique ne peuvent pas être durcis avec l'utilisation du traitement thermique. Cela est dû au fait que la microstructure d'une variété d'acier inoxydable austénite reste la même, c.-à-d. FCC, malgré un changement de ses températures environnementales. Par conséquent, les traitements thermiques ne fonctionnent pas sur de tels alliages. D'autre part, l'acier inoxydable martensitique pourrait être facilement durci par l'utilisation du traitement thermique. Pourtant, c'est cette propriété qui rend l'alliage moins résilient à la corrosion par rapport à la classe austénitique de l'acier inoxydable.
Alors que les aciers inoxydables austénitiques ont tendance à avoir une ductilité très élevée en termes de formabilité, les alliages appartenant au type martensitique ont tendance à présenter une dureté très élevée. La dureté de ces aciers est en raison de la teneur en carbone sursaturé dans la chimie de leurs alliages. Et parce qu'elles sont dures, les classes martensitiques ont également tendance à être fragiles dans de nombreux cas. Ainsi, dans les applications qui exigent la dureté élevée ou les surfaces dures, l'utilisation de l'acier inoxydable martensitique est une option viable. Étant donné que la variété austénitique de l'acier inoxydable est très ductile, les fabricants peuvent les utiliser pour produire plusieurs formes et formes. Par conséquent, la fabrication de tuyaux, de barres, de barres creuses, de feuilles, de bobines, de plaques, de fixations, de raccords et de brides est beaucoup plus facile. En fait, les aciers inoxydables austénitiques sont la catégorie la plus utilisée à travers plusieurs industries. La teneur en chrome dans les aciers martensitiques est inférieure à celle de leurs homologues austénitiques, ce qui explique pourquoi leur résistance à la corrosion est nettement inférieure. La faible teneur en chrome est également ce qui les rend magnétiques, contrairement aux qualités austénitiques qui sont non magnétiques en raison de niveaux plus élevés de chrome.