Tērauds ir dzelzs sakausējums vai maisījums ar oglekli un nelielu daudzumu citu metālu. Tīru dzelzi var izkausēt un veidot, taču tā mēdz būt mīksta. Oglekļa pievienošana stiprinās metālu, un lielākā daļa oglekļa tēraudu satur vienu līdz divus procentus oglekļa. Melnais oglekļa tērauds rodas ražošanas procesā, kad augstā temperatūrā uz ārējās virsmas veidojas plāns oksidētās dzelzs slānis.
Ogleklis ķīmiski saistās ar dzelzi tērauda sakausējumos, radot daudz cietāku materiālu nekā tīra dzelzs. Palielinoties oglekļa saturam, materiāls kļūst cietāks, bet trauslāks vai var salūzt sprieguma vai slodzes ietekmē. Tēraudu, kas satur oglekli vairāk nekā 2%, uzskata par čugunu; to var izmantot cauruļvadiem un nestrukturāliem materiāliem, bet tiek uzskatīts par pārāk trauslu konstrukciju tēraudam.
Dzelzs viegli reaģē ar skābekli gaisā, radot dzelzs oksīdu vai rūsu, kas izraisīs detaļu bojājumus, tāpēc tas bieži tiek pārklāts, lai novērstu virsmas rūsu. Viena no melnā oglekļa tērauda priekšrocībām ir melnā dzelzs oksīda pārklājuma dabiskā pretkorozijas īpašība, jo oksīds darbojas kā barjera, kas neļauj skābekli nogādāt apakšā. Plānais oksīda slānis tiek izveidots augstā temperatūrā, veidojot izturīgu slāni, kam nav nepieciešama turpmāka apstrāde vai pārklājums.
Lietojumiem, kur aizsardzība pret koroziju ir kritiska, oglekļa tēraudu var krāsot vai cinkot. Tērauds tiek cinkots, to mazgājot ar skābi, pēc tam iemērcot tēraudu izkausētā cinka vannā. Cinks veido slāni tērauda ārpusē un vispirms sarūsē, ja tiek pakļauts gaisa vai mitruma iedarbībai. Cinkošana uzlabos tērauda detaļu kalpošanas laiku, bet netiek izmantota melnajam oglekļa tēraudam, jo oksīda slānis jau aizsargā tēraudu.
Melno oglekļa tēraudu bieži izmanto gāzes vai ūdensvada cauruļvadiem, jo tam ir zemas izmaksas un to var metināt, izmantojot parastās metodes. Atsevišķos tālsatiksmes naftas cauruļvados ir izmantoti melni oglekļa tērauda cauruļvadi, jo cauruli var savienot laukā un tā ātri nerūsēs. Šo tēraudu var izmantot klimatiskajos vai zemes apstākļos, kas var paātrināt koroziju, taču var būt nepieciešama papildu aizsardzība, piemēram, anodi. Anodi ir ierakti no cinka izgatavoti stieņi, kas vispirms sarūsē, kad tie ir savienoti ar tērauda cauruli.
Virtuves traukus var saukt par melno tēraudu, bet tumšā krāsa ir iegūta eļļas apstrādes rezultātā, ko sauc par garšvielām, nevis ražošanu. Oglekļa tērauds bieži tiek pārklāts ar eļļu, lai novērstu rūsēšanu, un tērauda virtuves traukus var ieeļļot un karsēt, lai absorbētu eļļas molekulas. Tērauds kļūs tumšāks un iegūs dažas rūsas novēršanas īpašības, taču garšvielas ir īslaicīgs pārklājums, un tas periodiski jāatkārto.