Ugljični čelik je čelik sa sadržajem ugljika do 2,1% masenog udjela. Definicija ugljičnog čelika Američkog instituta za željezo i čelik (AISI) kaže:
Čelik se smatra ugljičnim čelikom ako:
za hrom, kobalt, molibden, nikl, niobijum, titan, volfram, vanadijum ili cirkonijum ili bilo koji drugi element koji se mora dodati da bi se postigao željeni efekat legiranja;
minimum specificiran za bakar ne prelazi 0,40 posto;
ili maksimalni sadržaj specificiran za bilo koji od sljedećih elemenata ne prelazi navedene procente: mangan 1,65, silicijum 0,60, bakar 0,60.
Termin "ugljični čelik" se također može koristiti za označavanje čelika koji nije nehrđajući čelik; U ovoj primjeni, ugljični čelik može sadržavati legirane čelike.
Kako se sadržaj ugljika povećava u procentima, čelik ima kapacitet za tvrđu i jaču toplinsku obradu; Međutim, manje je savitljiv. Bez obzira na termičku obradu, veći sadržaj ugljika smanjuje zavarljivost. Za ugljične čelike, veći sadržaj ugljika snižava tačku topljenja.
