Ugljični čelik je čelik s težinskim udjelom ugljika od 2,1%. Definicija ugljičnog čelika Američkog instituta za željezo i čelik (AISI) glasi:
Čelik se smatra ugljičnim čelikom u sljedećim slučajevima:
Nije naveden niti potreban minimalni sadržaj za krom, kobalt, molibden, nikal, niobij, titan, volfram, vanadij ili cirkonij ili bilo koji drugi element koji se dodaje za postizanje željenog učinka legiranja;
Navedeni minimalni sadržaj bakra ne smije premašiti 0,40%;
ili najveći sadržaj bilo kojeg od sljedećih elemenata koji ne prelazi navedeni postotak: mangan 1,65, silicij 0.60, bakar 0,60.
Izraz "ugljični čelik" također se može koristiti za označavanje čelika koji nisu nehrđajući; u ovoj uporabi ugljični čelik može uključivati legirane čelike.
Kako se sadržaj ugljika povećava, čelik ima sposobnost postati tvrđi i jači toplinskom obradom; no rastezljivost mu se smanjuje. Veći sadržaj ugljika smanjuje zavarljivost bez obzira na korištenu toplinsku obradu. U ugljičnim čelicima veći sadržaj ugljika snižava talište.
