Вакуумното карбуризиране е загряване на детайла във вакуум.Когато достигне температурата над критичната точка, той ще остане за определен период от време, ще дегазира и ще премахне оксидния филм и след това ще премине в пречистения карбуризиращ газ за карбуризиране и дифузия.Температурата на карбуризиране при вакуумно карбуризиране е висока, до 1030 ℃, а скоростта на карбуризиране е бърза.Повърхностната активност на карбуризираните части се подобрява чрез обезгазяване и дезоксидиране.Следващата скорост на дифузия е твърде висока.Карбуризирането и дифузията се извършват многократно и последователно, докато се достигне необходимата повърхностна концентрация и дълбочина.
Дълбочината на вакуумно карбуризиране и повърхностната концентрация могат да се контролират;Той може да промени металургичните свойства на повърхностния слой на металните части и неговата ефективна дълбочина на карбуризиране е по-дълбока от действителната дълбочина на карбуризиране при други методи.