פלדת פחמן היא פלדה עם תכולת פחמן של 2.1% לפי משקל. ההגדרה של מכון הברזל והפלדה האמריקאי (AISI) של פלדת פחמן קובעת:
פלדה נחשבת לפלדת פחמן במקרים הבאים:
לא צוין או נדרש תוכן מינימלי עבור כרום, קובלט, מוליבדן, ניקל, ניוביום, טיטניום, טונגסטן, ונדיום או זירקוניום או כל יסוד אחר שנוסף כדי להשיג את אפקט הסגסוג הרצוי;
תוכן הנחושת המינימלי שצוין לא יעלה על 0.40%;
או התכולה המקסימלית של כל אחד מהמרכיבים הבאים שלא חורג מהאחוז הנקוב: מנגן 1.65, סיליקון 0.60, נחושת 0.60.
המונח "פלדת פחמן" עשוי לשמש גם להתייחס לפלדות שאינן פלדות אל חלד; בשימוש זה, פלדת פחמן עשויה לכלול פלדות סגסוגת.
ככל שתכולת הפחמן עולה, לפלדה יש את היכולת להיות קשה יותר וחזקה יותר באמצעות טיפול בחום; עם זאת, משיכותו פוחתת. תכולת פחמן גבוהה יותר מפחיתה את יכולת הריתוך ללא קשר לטיפול החום בו נעשה שימוש. בפלדות פחמן, תכולת פחמן גבוהה יותר מורידה את נקודת ההיתוך.
