W stalach może występować martenzyt o trzech różnych sieciach krystalicznych: α' – sieć regularna przestrzennie centrowana lub tetragonalna przestrzennie centrowana ε – sieć heksagonalna zwarta dalece uporządkowany – sieć tetragonalna ściennie centrowana.
Morfologia Ze względu na cechy morfologiczne w stali rozróżnia się dwa rodzaje martenzytu: listwowy (dyslokacyjny lub dyslokacyjny częściowo zbliźniaczony) płytkowy (całkowicie zbliźniaczony lub dyslokacyjny częściowo zbliźniaczony).
Martenzyt listwowy powstaje we wszystkich niemal stopach żelaza z pierwiastkami stopowymi. Cechuje się dużą gęstością dyslokacji wewnątrz kryształów. Listwy tworzące się w kierunku <111>α martenzytu układają się równolegle względem siebie, tworząc tzw. pakiety. Sąsiednie listwy wykazują granice niskokątowe lub bliźniacze, natomiast pakiety między sobą tworzą granice szerokokątowe.
Martenzyt płytkowy powstaje w nielicznych stopach żelaza w ściśle określonych zakresach stężenia pierwiastków stopowych. Kryształy martenzytu mają kształt płytek zbliżonych do soczewek. Powstają niezależnie dlatego ich wielkość jest zróżnicowana.