Kulstofstål er et stål med et kulstofindhold på op til 2,1 vægtprocent. American Iron and Steel Institute (AISI) definition af kulstofstål siger:
Stål betragtes som kulstofstål, hvis:
for chrom, cobalt, molybdæn, nikkel, niobium, titanium, wolfram, vanadium eller zirconium eller ethvert andet grundstof, der skal tilsættes for at opnå den ønskede legeringseffekt;
det specificerede minimum for kobber ikke overstiger 0,40 procent;
eller det maksimale indhold, der er specificeret for nogen af følgende grundstoffer, ikke overstiger de angivne procenter: mangan 1,65, silicium 0,60, kobber 0,60.
Udtrykket "kulstofstål" kan også bruges til at henvise til stål, der ikke er rustfrit stål; I denne applikation kan kulstofstål indeholde legeret stål.
Når kulstofindholdet stiger i procent, har stålet kapacitet til hårdere og stærkere varmebehandling; Den er dog mindre formbar. Uanset varmebehandlingen reducerer det højere kulstofindhold svejsbarheden. For kulstofstål sænker det højere kulstofindhold smeltepunktet.
