不锈钢的金相组织是指其内部的微观结构，它决定了不锈钢的性能特点。根据GB/T 13304.2-2008《钢的分类》以及国际上通用方法，按金相组织划分，不锈钢主要分为以下几类：
铁素体不锈钢：基体以体心立方晶体结构的铁素体组织（α相）为主，有磁性，一般不能通过热处理硬化，但冷加工可使其轻微强化。这类不锈钢含铬量较高，耐氯化物应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等性能优良，但对晶界腐蚀敏感，低温韧性较差。
马氏体不锈钢：基体为马氏体组织，有磁性，通过热处理可调整其力学性能。马氏体不锈钢在高温下的组织为奥氏体，经过淬火后转变为马氏体。这类不锈钢有较高的强度、硬度、耐磨性，切削加工性能较好，但焊接性能较差。
奥氏体不锈钢：基体以面心立方晶体结构的奥氏体组织（γ相）为主，无磁性，主要通过冷加工使其强化。奥氏体不锈钢一般含铬16%~25%，含镍7%~20%，具有良好的塑性、韧性和耐蚀性，应用广泛。
奥氏体-铁素体双相不锈钢：基体兼有奥氏体和铁素体两相组织，有磁性，可通过冷加工使其强化。