A martensita tem uma estrutura cúbica de face centrada (CFC), apresentando uma distorção da rede, se comparada à estrutura cúbica de corpo centrado (CCC).

É obtida por tratamento térmico de têmpera resultante de uma transformação por difusão da austenita.

Para composições menores que 0,6% em peso de carbono, a martensita pode apresentar-se na forma de ripas, ao passo que, para composições maiores que 0,6% em peso de carbono, ela pode apresentar-se na forma de placas.

O carbono presente na composição do microconstituinte é uma impureza substitucional.

Quando submetida a tratamentos térmicos de revenimento, a estrutura das ligas Ferro-Carbono (Fe-C) muda, passando a estrutura similar à da perlita.