Цементация стали — поверхностное диффузионное насыщение стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости. Цементации подвергают низкоуглеродистые (обычно до 0,25 % C) и легированные стали, процесс в случае использования твёрдого карбюризатора проводится при температурах 900—950 °С, при газовой цементации (газообразный карбюризатор) — при 850—900 °С. После цементации изделия подвергают термообработке, приводящей к образованию мартенситной фазы в поверхностном слое изделия (закалка на мартенсит) с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений.

Обработанный метолом цементации металл получают устойчивость к истираниям, вибрационным, ударным нагрузкам. Поверхностный слой становится твердым, глубокие слои материала остаются упругими и вязкими.