담금질을 한 철강 안에 미변태인 채로 존재하고 있는 오스테나이트를 말한다. 마르텐사이트 시작점(Ms점)이 너무 낮은 경우와 불완전 담금에 의해 국부적으로 석출 변태가 일어나 탄소가 농축되어 부분적으로 마르텐사이트 시작점(Ms점)이 내려갔을 경우의 두 가지 원인이 있다. 잔류 오스테나이트는 온도를 더욱 더 내리거나(서브제로(subzero) 또는 심냉처리), 실온 가공에 의해 마르텐사이트로 변태시킬 수가 있다.