Основната разлика между карбонизирането и карбонитрирането е, че карбуризирането е процес на втвърдяване на стоманена повърхност с помощта на въглерод, докато карбонитрирането е процес на закаляване на стоманена повърхност с помощта на въглерод и азот.
Втвърдяването е индустриалният процес за увеличаване на твърдостта на метал като стомана. Повърхностно втвърдяване на стоманата може да се извърши в два процеса: втвърдяване на корпуса и втвърдяване на повърхността. Втвърдяването на корпуса увеличава твърдостта на повърхността на метала чрез вливане на елементи в повърхността на материала, образувайки тънък слой от по-твърда сплав. За разлика от това, повърхностното втвърдяване увеличава твърдостта на повърхността, докато сърцевината остава относително мека. Повърхностното втвърдяване също има два процеса, известни като диференциално втвърдяване на повърхността и диференциално втвърдяване на металната структура. Карбуризирането и карбонитрирането са двете техники, използвани в процеса на диференциално втвърдяване на металната структура.