공구강은 가공용 공구를 제작하는데 사용되는 강철로 탄소강, 합금강, 고속도강 등을 모두 총칭하는 말이다.

공구강은 열처리에 의한 변형이 적어야 하며, 인성이 커야 하고 열피로에 의한 균열이 발생하지 않아야 한다.

또한 절삭성 및 내마모성이 좋아야하며 탈탄 저항성이 커야하는 등 용도에 따라 다양한 특징이 요구된다.

공구강은 탄소를 함유한 탄소공구강과 탄소 외 다른 원소를 함유한 합금공구강으로 구분하며, 합금공구강에 들어가는 원소 함유량이 증가할 경우 이는 고속도강으로 분류한다.

탄소공구강은 탄소를 0.9~1.5% 정도 함유한 고탄소강으로, 내마모성 및 절삭능력이 뛰어나지만 고온에서 견디는 경도는 약하다. 이 때문에 탄소공구강은 절삭온도 300℃ 이하의 저온에서 주로 사용되며 총형 바이트, 수공구 등에 쓰인다.

공구강 사용량의 대부분은 탄소공구강이 차지하고 있으며 절삭 공구, 금형 등 성능에 대한 요구도가 낮은 곳에 주로 이용된다.

합금공구강은 탄소강에 망간, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐 등 합금원소를 1종 이상 첨가한 것으로 경도는 248∼478Hb 정도다. 합금공구강은 여러 가지 공구의 재료로 사용되기 때문에 특히 내마멸성이 좋아야 한다.

합금공구강은 열에 견디는 성질은 다소 부족하지만 망간∙몰리브덴∙바나듐∙실리콘 등이 첨가되면 인성, 내마모성이 생겨 탭이나 다이스, 톱날 및 프레스용 금형재료를 만드는데 사용 가능하다.

0.5~1% 크롬과 4~5%의 텅스텐을 첨가한 절삭용과 0.07~1.3% 니켈에 소량의 크롬을 첨가한 톱용 공구강이 가장 대표적인 합금공구강이다.

합금공구강에 함유된 합금원소 비율이 높아지면 고속도강으로 분류한다. 고속도강은 말 그대로 고속도에서 절삭이 가능한 절삭용 공구강으로서, 바이트와 같은 절삭공구 대부분이 고속도강으로 만들어진다.

고속도강은 크게 텅스텐계와 몰리브덴계로 나눌 수 있는데 몰리브덴계의 사용량이 좀 더 많은 편이다. 

고속도강이 가지는 일반적인 특징은 고속절삭과 중절삭(heavy cutting)에 견디는 성질이 뛰어나다는 것이다. 온도가 약 600℃까지 올라가도 날이 연화되지 않으며 냉각 후에는 원래의 경도로 회복되는데 이것은 다른 강종에서는 볼 수 없는 성질이다. 

공구강은 어떤 성분의 원소가 투입되느냐에 따라 그 성질이 달라진다.

먼저, 탄소 함유량이 높아지면 소입소려경도, 내마모성은 향상되나 인성은 떨어진다. 냉간에서 사용되는 금형재는 약 0.6% 이상의 탄소를, 열간에서 사용되는 금형재는 약 0.5% 이하의 탄소를 함유한다.

또한 크롬과 망간은 소입성을 개선시키는 역할을 하는데, 이를 다량 함유하면 공랭소입이 가능하지만 거의 포함되지 않는 경우는 수냉이나 유냉 등 급랭소입을 하지 않으면 경도를 얻을 수 없다.

아울러 텅스텐, 몰리브덴은 고온에서의 강도를 높여주고 연화저항을 향상시켜주기 때문에 열간 다이스강이나 고속도공구강에 많이 사용된다.