Hovedforskellen mellem austenitisk og martensitisk rustfrit stål er, at krystalstrukturen i austenitisk rustfrit stål er en ansigtscentreret kubisk struktur, mens krystalstrukturen i martensitisk rustfrit stål er en kropscentreret kubisk struktur.
Der er fire hovedgrupper af rustfrit stål i henhold til stålets krystalstruktur: austenitisk, ferritisk, martensitisk og duplex. Denne mikrostruktur af disse legeringer afhænger af de legeringselementer, der er til stede i dem; disse legeringer har således også forskellige legeringselementer.