کربوریزاسیون خلاء برای گرم کردن قطعه کار در خلاء است.هنگامی که به دمای بالاتر از نقطه بحرانی رسید، برای مدتی باقی می ماند، گاز زدایی می کند و لایه اکسیدی را جدا می کند و سپس برای کربور شدن و انتشار در گاز کربنات کننده خالص عبور می کند.دمای کربورسازی کربورسازی خلاء بالا است، تا 1030 ℃، و سرعت کربورسازی سریع است.فعالیت سطحی قطعات کربوره شده با گاز زدایی و اکسید زدایی بهبود می یابد.سرعت انتشار بعدی خیلی زیاد است.کربورسازی و انتشار به طور مکرر و متناوب تا رسیدن به غلظت و عمق سطح مورد نیاز انجام می شود.
عمق کربورسازی و غلظت سطح خلاء را می توان کنترل کرد.میتواند خواص متالورژیکی لایه سطحی قطعات فلزی را تغییر دهد و عمق کربنسازی مؤثر آن عمیقتر از عمق کربنسازی واقعی روشهای دیگر است.