L'acer al carboni és un acer amb un contingut de carboni des d'un 0,05 fins al 2,1% en pes. La definició d'acer al carboni de l'American Iron and Steel Institute (AISI) diu:
no s'especifica ni requereix cap contingut mínim per a crom, cobalt, molibdè, níquel, niobi, titani, tungstè, vanadi, zirconi o qualsevol altre element que s'ha d'afegir per obtenir l'efecte d'aliatge desitjat;
el mínim especificat per al coure no supera el 0,40 per cent;
o el contingut màxim especificat per a qualsevol dels elements següents no superi els percentatges assenyalats: manganès 1,65 per cent; silici 0,60 per cent; coure 0,60 per cent.
El terme acer al carboni també es pot utilitzar en referència a l'acer que no és acer inoxidable; en aquest ús l'acer al carboni pot incloure acers aliats. L'acer d'alt carboni té molts usos diferents, com ara fresadores, eines de tall (com els burins) i filferros d'alta resistència. Aquestes aplicacions requereixen una microestructura molt més fina, que millora la duresa.
L'acer al carboni és una opció de metall popular per a la fabricació de ganivets a causa de la seva gran quantitat de carboni, donant a la fulla més retenció de vora. Per treure el màxim profit a aquest tipus d'acer és molt important tractar-lo amb calor adequadament. Si no és així, el ganivet pot acabar sent fràgil o massa tou per aguantar una vora.
A mesura que augmenta el percentatge de carboni, l'acer té la capacitat de tornar-se més dur i més fort mitjançant el tractament tèrmic; tanmateix, esdevé menys dúctil. Independentment del tractament tèrmic, un major contingut de carboni redueix la soldabilitat. En els acers al carboni, el major contingut de carboni redueix el punt de fusió.
