Cementace za podtlaku neboli vakuová cementace, je modifikací cementace v plynu, přičemž nauhličování je prováděno při tlacích výrazně pod hladinou atmosférického tlaku (101 kPa). Typické rozpětí tlaků u podtlakové cementace je 20 kPa - 1 kPa. Pro tento proces jsou používány speciálně konstruované vakuované pece, ve kterých se jako cementační médium většinou používá metan. Metan o tlaku 102-104 Pa reaguje na povrchu kovu za teplot od 950°C do 1050°C.

Podtlaková cementace probíhá střídáním 2 fází: i) sytící, kdy je povrch materiálu nasycen na vysoký obsah uhlíku, a ii) difuzní fáze, ve které je vysoký obsah uhlíku z předcházející fáze snížen difuzí uhlíku do jádra dílu.

Mezi výhody nesporně patří to, že nevzniká vnitřní oxidace, vyšší rychlost a rovnoměrnost nauhličení, vynikající reprodukovatelnost procesu, nižší deformace a kontrola tvrdosti dílů v jejich středu.

Zajímavost: Tento proces výrazně přispívá k ochraně životního prostředí, protože podstatně snižuje emise CO₂ a škodlivých chemických látek.