Нитроцемента́ция стали, химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении из газовой среды поверхности стали (чугуна) азотом и углеродом при температуре 500–700 °C (низкотемпературная нитроцементация) или при 840–930 °C (высокотемпературная нитроцементация).

Газовая среда содержит 3–5 % по массе аммиака (NH₃) (источник азота) и углеводородный газ (источник углерода), например метан, бутан, природный газ.

По строению и свойствам образующийся нитроцементованный слой (0,25–1,5 мм) сходен с цианированным слоем.

Нитроцементация повышает износостойкость, усталостную и контактную прочность металла, а в ряде случаев и его коррозионную стойкость. Нитроцементация широко применяется для увеличения долговечности и надёжности деталей машин и механизмов – от мелких деталей изделий точной механики до крупногабаритных изделий транспортного машиностроения.