La nitrocarburación es un proceso en el que nitrógeno y carbono difunden simultáneamente en el material. La temperatura utilizada para este proceso se encuentra entre 500 y 680 °C. En estas condiciones, el nitrógeno es el elemento que difunde en mayor proporción que el carbono.
La capa obtenida puede tener un espesor de 0,2 a 0,6 mm. Las propiedades de dicha capa incluyen alta dureza, excelente resistencia al desgaste y buena resistencia a la corrosión.
La atmósfera controlada se basa en mezclas de nitrógeno + amoníaco + CO₂ (endogás, exogás, metano).
Este proceso se utiliza para aceros aleados, aceros inoxidables y aceros para herramientas, y puede realizarse en los siguientes tipos de hornos: