Серый чугун в литом состоянии обязательно имеет в своей структуре свободный графит различной формы, чаще всего пластинчатый. По структуре основной металлической матрицы отливки из серого чугуна могут принадлежать к одному из следующих трех типов.
Перлитный серый чугун состоит из перлита и, например, пластинчатого или шаровидного графита. Из всех серых чугунов с пластинчатым графитом перлитный чугун обладает наибольшей прочностью, умеренной твердостью и хорошей обрабатываемостью.
Перлито-ферритный чугун состоит из перлита, феррита и графита. Пластинки графита в таком чугуне получаются более крупными, чем в перлитном чугуне. Перлито-ферритный чугун обладает меньшими прочностью и твердостью и лучшей обрабатываемостью по сравнению с перлитным чугуном. Феррит обычно располагается вокруг графитовых включений в виде оторочки. Структура П + Ф + Г чаще всего встречается в машиностроительном литье.
Ферритный серый чугун состоит из феррита и графита, включения которого крупнее, чем в перлитном и перлито-ферритном чугунах. Он имеет меньшую прочность и твердость, быстро изнашивается, очень легко обрабатывается. Часто в ферритных чугунах графит получают шаровидной формы.