ვაკუუმური კარბურიზაცია არის სამუშაო ნაწილის ვაკუუმში გაცხელება.როდესაც ის მიაღწევს ტემპერატურას კრიტიკულ წერტილზე მაღლა, ის დარჩება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, გაზის და ამოიღებს ოქსიდის ფილას და შემდეგ გაივლის გაწმენდილ კარბურაციულ გაზში კარბურიზაციისა და დიფუზიის მიზნით.ვაკუუმური კარბურიზაციის კარბურების ტემპერატურა მაღალია, 1030 ℃-მდე, ხოლო კარბურიზაციის სიჩქარე სწრაფია.ნახშირწყლოვანი ნაწილების ზედაპირული აქტივობა უმჯობესდება გაზისა და დეოქსიდიზაციის გზით.შემდგომი დიფუზიის სიჩქარე ძალიან მაღალია.კარბურიზაცია და დიფუზია ხორციელდება არაერთხელ და მონაცვლეობით, სანამ არ მიიღწევა საჭირო ზედაპირის კონცენტრაცია და სიღრმე.
ვაკუუმში კარბურიზაციის სიღრმე და ზედაპირის კონცენტრაცია შეიძლება კონტროლდებოდეს;მას შეუძლია შეცვალოს ლითონის ნაწილების ზედაპირული ფენის მეტალურგიული თვისებები და მისი ეფექტური კარბურიზაციის სიღრმე უფრო ღრმაა, ვიდრე სხვა მეთოდების რეალური კარბურების სიღრმე.