Klassificeringen af rustfrit stål er muliggjort af deres forskellige mikrostruktur. Af de fire kategorier er de to mest populære ferritiske og austenitiske rustfrie stål. Mikrostrukturen af disse legeringer er det indre arrangement af krystaller. Arrangementet af krystaller bestemmer legeringens mekaniske og kemiske egenskaber. Mikrostrukturen af ferritisk rustfrit stål er sammensat af ferritkrystaller. Ferritiske krystaller er en form for jern, der indeholder spormængder af kulstof, op til 0,025 procent. Ferritiske krystaller har en tendens til at absorbere en begrænset mængde kulstof. Dette er på grund af dens kropscentrerede kubiske krystalstruktur. Arrangementet er sådan, at der er et jernatom i hvert hjørne bortset fra et i midten. Jernholdige atomer i dette center giver det ferritiske rustfrie stål dets magnetisme. Austenitisk rustfrit stål er på den anden side -fasejern, som er en allotrop af jern. Ved høje temperaturer fra 1674 til 2541 grader Fahrenheit gennemgår alfajern en faseovergang. Derfor omdannes jern fra kropscentreret terning eller BCC-struktur til ansigtscentreret terning eller FCC-struktur. Denne ændrede struktur af jern kaldes austenit.
