Karburizácia (často nazývaná aj nauhličovanie) je proces, pri ktorom sa do kovu vnáša uhlík. Vykonáva sa preto, aby bol povrch tvrdší a odolnejší voči oderu.
V závislosti od času a teploty sa môže obsah uhlíka v postihnutej oblasti líšiť. V skorších dobách sa na kov na účely nauhličovania priamo prikladalo drevené uhlie. Pri moderných technikách sa používajú plyny alebo plazma obsahujúce uhlík (napríklad oxid uhličitý alebo metán). Uhličenie sa používa najmä na kalenie povrchu nízkolegovanej ocele.
Príliš veľká koncentrácia uhlíka robí kov krehkým a nespracovateľným, takže potom môže dôjsť k oduhličovaniu kovov.