Kohlenstoffstahl ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,0218 % bis 2,11 %. Er wird auch als Kohlenstoffstahl bezeichnet. Üblicherweise enthält er außerdem geringe Mengen an Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Kohlenstoffgehalt im Kohlenstoffstahl, desto höher die Härte und Festigkeit, aber desto geringer die Plastizität.
Da keine weiteren Legierungselemente hinzugefügt werden, oxidiert und rostet der Stahl leichter. Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto größer die Härte, desto höher die Festigkeit, desto geringer die Plastizität und desto niedriger der Preis.