Ugljični čelik je čelik sa sadržajem ugljika od oko 0,05 do 2,1 posto mase. Definicija ugljičnog čelika s Američkog instituta za željezo i čelik (AISI) navodi:
nije naveden niti potreban minimalni sadržaj za krom, kobalt, molibden, nikal, niobij, titan, volfram, vanadij, cirkonij ili bilo koji drugi element koji se dodaje kako bi se postigao željeni učinak legiranja;
navedeni minimum za bakar ne prelazi 0,40%;
ili maksimalni sadržaj naveden za bilo koji od sljedećih elemenata ne prelazi navedene postotke: mangan 1,65 %; silicij 0,60 posto; bakar 0,60 posto.
Izraz ugljični čelik može se koristiti i u odnosu na čelik koji nije nehrđajući čelik; u tu uporabu ugljični čelik može uključivati legirane čelike. Visokougljični čelik ima mnogo različitih namjena kao što su glodalice, alati za rezanje (kao što su dlijeta) i žice visoke čvrstoće. Ove aplikacije zahtijevaju mnogo finiju mikrostrukturu, što poboljšava žilavost.
Ugljični čelik popularan je metalni izbor za izradu noževa zbog svoje velike količine ugljika, dajući oštrici više zadržavanja rubova. Da biste najbolje iskoristili ovu vrstu čelika, vrlo je važno pravilno ga obraditi. Ako ne, nož može završiti krhkim ili premekanim da bi držao rub.
Kako se postotak ugljika povećava, čelik ima sposobnost da postane tvrđi i jači obradom topline; međutim, postaje manje duktilna. Bez obzira na toplinsku obradu, veći sadržaj ugljika smanjuje zavarljivost. U ugljičnim čelicima veći sadržaj ugljika smanjuje točku taljenja.
