固体渗碳是将工件和固体渗碳剂一起装在封闭空间的渗碳箱，放入加热炉中加热至渗碳温度，并在保温一定时间后，将工件取出并缓慢冷却的渗碳工艺。

常用的固体渗碳剂由硬木木炭或低硫焦炭加10％-20％碳酸盐组成，在所用碳酸盐中，碳酸钡占据70％-80％，其他元素为碳酸钙及碳酸钠等。

固体渗碳剂以二氧化碳及一氧化碳为中间介质，他们起到一种将固体渗碳剂中的碳输送到工件表面的作用，木炭的作用是供给渗碳过程中所需的碳原子，碳酸盐则起到一种催化作用，主要是供给所需要的二氧化碳气体并增加工件表面附近的碳势。

固体渗碳的碳势较难掌握，不只是与渗碳温度有关，而且无法监控。一般是注重装炉方式、装炉过程、渗碳剂和催渗剂的比例等，具体由实验和现场实验而定。

固体渗碳的热处理设备主要有渗碳箱和渗碳加热炉。渗碳箱可用碳素钢，热镀铝钢。渗铝碳素钢或耐热合金钢制造。碳素钢制的渗碳箱寿命较为有限，但价格低，市场普及率较为明显。渗碳加热炉机构没有诸多限制，只需根据工件实际所需容积和热量需求，结合热损耗调整加热炉结构，保证有足够的热功率和加热效率均匀即可。