고온 고압하에서 강(鋼) 속에 침입한 수소가 불안정한 탄화물과 반응하여 메탄을 생성하고 탈탄(脫炭)반응과 함께 그 가스가 입계(粒界)나 비금속 개재물의 주변에 축척되어 균열이 생기는 현상으로, 수소에 의한 비가역적 손상을 말한다. 강재의 종류에 따라서 수소침식을 일으키는 온도와 수소 분압은 다르고 그 한계 조건은 넬슨곡선(Nelson curve)으로 나타낸다. 이 곡선은 사고 실례나 실험결과에 의하여 정해지므로 새로운 데이터가 얻어질 때마다 개정되고 있다. 수소침식은 일반적으로 고온 고압일때 일어나기 쉽고, 탄소강의 사용 상한 온도는 약 250℃로 상온 부근에서 일어나는 수소취성(水素脆性)과는 다르다. 철합금에 일어나는 수소침식은 고온 고압하에서 수소가 철합금에 침식하여,

의 반응에 의해 강(鋼)의 cementite를 환원하여 메탄가스를 발생하고, 강을 현저하게 탈탄(脫炭)한다. 이와 동시에 발생하는 메탄가스의 압력에 의해서 입계가 분리하는데 따라서 일어나는 것이다. 이를 방지하기 위하여 탄소와 친화력이 강한 티타늄, 바나듐, 크롬, 몰리브덴 등의 원소를 첨가하는 것이 효과적이다. 크롬-니켈(Cr-Ni) 스테인리스강을 예로 들 수 있다. 고온고압수소를 이용하는 화학장치 등에서 특히 문제가 된다.