La carburation (souvent appelée aussi carburation) est le processus par lequel le carbone est introduit dans un métal. Elle est effectuée pour rendre la surface plus dure et plus résistante à l'abrasion.
La teneur en carbone de la zone touchée peut varier en fonction de la durée et de la température. Auparavant, l'application directe de charbon de bois sur le métal était conditionnée pour la cémentation. Les techniques modernes utilisent des gaz ou des plasmas contenant du carbone (comme le dioxyde de carbone ou le méthane). La carburation est principalement utilisée pour durcir la surface de l'acier faiblement allié.
Une trop grande concentration de carbone rend le métal fragile et inutilisable, et les métaux peuvent alors être décarburés.