Kohlenstoffstähle sind Eisen-Kohlenstoff-Werkstoffe mit begrenzten Anteilen weiterer Legierungselemente, bei denen Kohlenstoff (typisch 0,02–2,1 wt%) die Haupteigenschaften bestimmt. Über Gefügeanteile von Ferrit, Perlit, Bainit und Martensit lassen sich Festigkeit, Zähigkeit und Härtbarkeit einstellen. Sie sind grundlegend für Wärmebehandlung, Schweißbarkeit und Lebensdauerauslegung von Bauteilen.