Углеродистые стали кроме железа и углерода содержат примеси, которые оказывают влияние на структуру и свойства стали.

Химико-термическая обработка стали заключается в изменении не только структуры, но и состава поверхностных слоев. Химический состав поверхностных слоев изменяется в результате насыщения их углеродом, азотом, хромом, бором и другими элементами. Наиболее распространены цементация, азотирование, диффузионная металлизация.