碳化是指碳在一定温度、气氛或介质下与金属物质或非金属物质进行反应后，生成碳化物的过程。
碳化不仅发生在自然界中（如钻石就是自然发生的碳化物），而且广泛应用在工业和冶金领域。其应用主要在于改善材料的性能，如增强材料硬度、耐蚀性和抗磨损性能。
碳化的形成与碳原子自身的性质有很大关系。碳的两种同素异形体——金刚石和石墨分别仅以单键和双键相互连接，所以性质有很大差距。金刚石的碳原子形成每个原子和周围四个原子相互连接的等边四面体，而石墨中碳原子则呈层状结构，层与层之间只有范德瓦尔斯力相互作用，因此表面光滑。而在化学反应中，金刚石比石墨更难被氧化和还原。这种性质使金刚石在生产上更加昂贵，但其物理性质也更为优异，因此被广泛应用于工业中。
碳化在制造中的应用，产生了许多硬度高、韧性好的新型工业材料，包括耐火材料、磁性材料等。此外，碳化还有许多其他应用，如用于制造切削工具和车削刀具，电子行业，涂料添加剂，耐高温合金添加剂等方面。
