Przy zawartości węgla od 0,5% do 1,5% stale narzędziowe są produkowane w starannie kontrolowanych warunkach w celu uzyskania wymaganej jakości. Obecność węglików w ich matrycy odgrywa dominującą rolę w jakości stali narzędziowej. Cztery główne pierwiastki stopowe tworzące węgliki w stali narzędziowej to: wolfram, chrom, wanad i molibden. Szybkość rozpuszczania różnych węglików w postaci austenitu żelaza determinuje wysoką temperaturę stali (wolniej jest lepsza, co czyni stal żaroodporną). Odpowiednia obróbka cieplna tych stali jest ważna dla uzyskania odpowiedniej wydajności. Zawartość manganu jest często utrzymywana na niskim poziomie, aby zminimalizować możliwość pękania podczas hartowania w wodzie.
Istnieje sześć grup stali narzędziowych: hartowanie w wodzie, praca na zimno, odporna na wstrząsy, wysoka prędkość, praca na gorąco i na specjalne potrzeby. Wybór grupy do wyboru zależy od kosztów, temperatury pracy, wymaganej twardości powierzchni, wytrzymałości, odporności na wstrząsy i wymagań wytrzymałościowych. Im cięższy jest stan techniczny (wyższa temperatura, ścieralność, korozyjność, obciążenie), tym wyższa zawartość stopu i wynikająca z tego zależność ilość węglików wymaganych dla stali narzędziowej.
Stale narzędziowe są używane do cięcia, wytłaczania i wytłaczania metali i innych materiałów. Ich zastosowanie, takie jak produkcja form wtryskowych, jest niezbędne, ze względu na ich odporność na ścieranie, co jest ważnym kryterium dla formy, która będzie wykorzystywana do produkcji setek tysięcy wyrobów formowanych z produktu lub części.
Gatunki stali narzędziowej AISI-SAE to najczęściej stosowana skala stosowana do identyfikacji różnych gatunków stali narzędziowej. Indywidualne stopy w obrębie klasy otrzymują numer; na przykład: A2, O1 itd.