Процес карбонітрації проводиться в розплаві солей і основними дифундуючими елементами є азот і вуглець. При газовому азотуванні таким елементом є азот, що утворюється при дисоціації аміаку. Це істотно впливає на структуру дифузійного шару. При газовому азотуванні утворюються нітридні фази, а при карбонітрації – карбонітридні.