由于貝氏體組織具有良好的綜合力學性能，隨著等溫淬火應用的不斷擴大以及貝氏體鋼的開發，有關貝氏體轉變的研究日趨深入。其中一些問題曾長期存在爭議，而關于貝氏體的轉變機制，至今仍有共格切變與臺階擴散兩種理論分歧。貝氏體組織一般包括兩個相：鐵素體和碳化物。

貝氏體的形成溫度區域位于珠光體與馬氏體相變區之間的一種中溫轉變區，兼有擴散型轉變和非擴散型轉變的特性。鋼中貝氏即可在一定溫度范圍內等溫形成，也可在某一冷速范圍內連續轉變。貝氏體轉變需要一定的孕育期，并通過領先相鐵素體的形核與長大以及碳化物的析出完成。由于貝氏轉變在試樣表面有浮凸現象發生，故多認為貝氏體鐵素體可能以共格切變方式長大，但其轉變速率受碳原子擴散所控制而很緩慢，所以與馬氏體轉變不同。另一種持擴散型機制的論點則認為，從熱力學角度推斷，由于相變驅動力較小，尚不足以引起切變位移式轉變，因而至少在較高溫度下形成的貝氏體—珠光體或貝氏體—馬氏體—殘留奧氏體等混合組織。

貝氏體中的碳化物分布形態隨形成溫度不同而異。碳含量高于0.4%鋼的上、下貝氏體的分界溫度約在350℃。較高溫度形成的上貝氏體，碳化物一般是從母相奧氏體中直接參與析出，并分布在條狀鐵素體之間，上貝氏體鐵素體的亞結構是位錯，但它的位錯密度比馬氏體的要求2～3個數量級。一個上貝氏體鐵素體就是一個板條晶，但亦觀察到板條是由幾個板條狀的亞單元晶體相連接而構成的，或者是由它們堆疊而成的。碳鋼有比較寬的上貝氏體形成溫度范圍（570～350℃），因此在較低溫度轉變時，上貝氏體鐵素碳原子可能是過飽和的。

構成上貝氏組織的另一個相是碳化物，它是滲碳體型的，上貝氏體碳化物的初生形態取決于沉淀位置和形成溫度，而與鋼的碳含量并無明確的聯系。碳化物位于板條之間多呈條狀，位于板條內則呈粒狀，其量的多少取決于鋼的碳含量。滲碳體條的主軸方向平等于鐵素體板條的主軸，滲碳體條的間距約等于鐵素體板條的寬度。