कार्बन स्टील एक स्टील है जिसमें कार्बन की मात्रा लगभग 0.05 से लेकर वजन के 2.1 प्रतिशत तक होती है। अमेरिकन आयरन एंड स्टील इंस्टीट्यूट (AISI) से कार्बन स्टील की परिभाषा कहती है:
क्रोमियम, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम, निकल, नाइओबियम, टाइटेनियम, टंगस्टन, वैनेडियम, ज़िरकोनियम, या वांछित मिश्र धातु प्रभाव प्राप्त करने के लिए किसी अन्य तत्व को जोड़ने के लिए कोई न्यूनतम सामग्री निर्दिष्ट या आवश्यक नहीं है;
तांबे के लिए निर्दिष्ट न्यूनतम 0.40 प्रतिशत से अधिक नहीं है;
या निम्न में से किसी भी तत्व के लिए निर्दिष्ट अधिकतम सामग्री नोट किए गए प्रतिशत से अधिक नहीं है: मैंगनीज 1.65 प्रतिशत; सिलिकॉन 0.60 प्रतिशत; तांबा 0.60 प्रतिशत।
कार्बन स्टील शब्द का इस्तेमाल स्टील के संदर्भ में भी किया जा सकता है जो स्टेनलेस स्टील नहीं है; इस उपयोग में कार्बन स्टील में मिश्र धातु स्टील्स शामिल हो सकते हैं। उच्च कार्बन स्टील के कई अलग-अलग उपयोग होते हैं जैसे मिलिंग मशीन, काटने के उपकरण (जैसे छेनी) और उच्च शक्ति वाले तार। इन अनुप्रयोगों के लिए बहुत अधिक सूक्ष्म संरचना की आवश्यकता होती है, जो कठोरता में सुधार करती है।
कार्बन स्टील अपनी उच्च मात्रा में कार्बन के कारण चाकू बनाने के लिए एक लोकप्रिय धातु विकल्प है, जिससे ब्लेड को अधिक बढ़त बनाए रखने में मदद मिलती है। इस प्रकार के स्टील का अधिकतम लाभ उठाने के लिए इसे ठीक से गर्म करना बहुत महत्वपूर्ण है। यदि नहीं तो चाकू अंत में भंगुर हो सकता है, या एक किनारे को पकड़ने के लिए बहुत नरम हो सकता है।
जैसे-जैसे कार्बन प्रतिशत बढ़ता है, स्टील गर्मी उपचार के माध्यम से कठिन और मजबूत बनने की क्षमता रखता है; हालाँकि, यह कम नमनीय हो जाता है। गर्मी उपचार के बावजूद, एक उच्च कार्बन सामग्री वेल्डेबिलिटी को कम कर देती है। कार्बन स्टील्स में, उच्च कार्बन सामग्री गलनांक को कम करती है।
