Martenzit je prezasićena kruta otopina ugljika u volumno centriranoj tetragonalnoj kristalnoj rešetci željeza. Nastaje kada se čelik austenitne mikrostrukture ohladi na određenu, dovoljno nisku temperaturu (Ms - temperatura početka stvaranja martenzita; Mf - temperatura završetka stvaranja martenzita) donjom kritičnom brzinom hlađenja. U mikrostrukturi takvog tzv. kaljenog čelika, martenzit se javlja u obliku nakupina igličastih kristala, koji se sijeku pod određenim kutevima. Pretvorba je bez difuzije, zavisna samo o temperaturi, a ne i o vremenu (atermička reakcija). Nestabilan je, tvrd je oko 728 HB (tvrdoća po Brinellu) i krhak, te je odgovoran za veliku tvrdoću kaljenih čelika. Martenzit ima najveći specifični obujam u odnosu na sve mikrostrukturne faze čelika. Naziv je dobio po njemačkom metalurgu Adolfu Martensu (1850. – 1914.).[1]