脱碳是钢表面碳含量在热处理过程中减少的现象。脱碳的本质是钢中的碳原子在高温下对炉内大气的影响 (如氢或氧) 产生甲烷或一氧化碳。在热处理过程中，脱碳是原子相互扩散的结果，另一方面，氧气扩散到钢材上，另外一方面是钢中的碳向外扩散。当脱碳速率超过氧化速率时，可以形成脱碳层。如果氧化率很高，不会出现大的脱碳现象，也就是说，脱碳层产生的铁被氧化成氧化皮肤。所以，在氧化相对较弱的气氛中，能形成更深的脱碳层。钢质脱碳层包括全脱碳层和部分脱碳层 (过渡层) 两部分。部分脱碳层是指整个脱碳层后钢含碳量正常的组织。如果没有严重的脱碳，有时候只有部分脱碳层没有完全脱碳。
根据脱碳成分、微观结构和性能的变化，可改变脱碳层深度，采用多种方法决定。实际热处理生产中，最常见的是用金相法确定钢的脱碳层。
