又稱金屬型碳化物,主要是d過渡元素，特別是ⅥB、ⅦB族及鐵系元素與碳形成的二元化合物。其結構特點是碳原子充填在密堆積金屬晶格的四面體孔穴中,不影響金屬的導電性。對于原子半徑大于1.3埃的金屬，碳原子不會使金屬晶格變形，只使晶格更緊密堅實。這些金屬的碳化物具有極高的熔點和硬度，如碳化鉭和碳化鎢等。對于原子半徑小于130pm的金屬,碳原子使原金屬晶格變形,碳的原子鏈貫穿在變形的金屬結構中，如鉻、錳、鐵、鈷和鎳的碳化物。這些金屬的碳化物的性質介于離子型和間充型之間，有較高的熔點和硬度，也能被水和酸分解生成烴類和氫的混合物。
主要是硅和硼的碳化物，如碳化硅和碳化硼。在這些碳化物中，碳原子與硅、硼原子以共價鍵結合，屬原子晶體。它們具有高硬度、高熔點和化學性質穩定的特點。
這三類碳化物可由金屬、硅、硼或它們的氧化物在2000℃的高溫下與碳或烴類反應制得。
離子型碳化物中以碳化鈣最有用，主要做乙炔的原料。間充型碳化物主要用作耐高溫、高硬度的特殊結構材料和高速切削工具材料，如碳化鉭和碳化鎢。共價型碳化物主要用作磨料，如碳化硅、碳化硼等。