Cementyt to związek chemiczny, którego wtrącenia utwardzają stal. Każda cząsteczka składa się z trzech atomów żelaza związanych z jednym atomem węgla (Fe3C), tworząc strukturę sieci krystalicznej zwaną rombową, w której wiele prostokątnych graniastosłupów powstaje z tej samej struktury podstawowej i przecina się pod kątem 90 stopni. Rezultatem jest bardzo twarda i krucha substancja zwana węglikiem żelaza lub cementytem.
W swojej najczystszej postaci cementyt jest klasyfikowany jako ceramika beztlenkowa. Jest solidny i obojętny i może wytrzymać siłę zgniatania, erozję chemiczną, ścieranie i temperatury do 3000 stopni F (1600 C). Powstaje naturalnie przez topienie żeliwa białego, gdzie wytrąca się z żelaza jako węgiel, tworząc duże cząstki. Czasami pojawia się w ten sposób w fazie z austenitem, alotropem żelaza, które czasami ochładza się, tworząc martenzyt, stal o bardzo silnej sieci krystalicznej.
Stal jest hartowana w celu zwiększenia twardości i zmniejszenia kruchości poprzez tworzenie cementytu. Pierwszym etapem procesu odpuszczania jest austenizacja, kiedy stal jest przetapiana do roztworu żelaza i węgla lub austenitu. Stal jest szybko schładzana, a z austenitu tworzy się martenzyt. Następnie jest ponownie podgrzewany i powoli chłodzony w kontrolowany sposób, w wyniku czego powstaje cementyt. Niemożliwe jest wytworzenie wystarczającej ilości energii do zakończenia reakcji, dlatego cementyt jest zwykle mieszany z niewielką ilością nieprzetworzonego martenzytu, bainitu, który również jest Fe3C, ale o innej strukturze krystalicznej, oraz ferrytu(żelaza).
Cementyt jest ferromagnetyczny, co oznacza, że wykazuje właściwości magnetyczne z polem magnetycznym lub bez niego, jak magnes na lodówkę. Jednak przy 480K (404 F, 207 C) bieguny atomowe zaczynają się poruszać i nie są już wyrównane. Spiny cząsteczek stają się losowe, a magnetyzacja ustaje. Substancja staje się paramagnetyczna, co oznacza, że jest namagnesowana tylko wtedy, gdy pole jest przyłożone przez zewnętrzne źródło. Nawet wtedy namagnesowanie będzie słabe, ponieważ opiera się na indukowanych dipolach, a żadna siła zewnętrzna nie może indukować każdego dipola w każdej cząsteczce, niezależnie od struktury krystalicznej. W rzeczywistości to nieliniowe przyciąganie daje siłę ferromagnesom.
Istnieje substancja bardzo podobna do cementytu zwana kohenitem. Jest to również Fe3C, z wyjątkiem tego, że tworzy kryształ podobny do pręta i zawiera śladowe ilości niklu i kobaltu. Występuje naturalnie w meteorytach, a na Ziemi są miejsca z bardzo wysokimi pokładami żelaza, jak na przykład szlaki przepływu magmy wulkanicznej nad pokładami węgla.