Plienas yra geležies ir anglies bei nedidelio kiekio kitų metalų lydinys arba mišinys. Gryna geležis gali būti išlydyta ir formuojama, tačiau ji būna minkšta. Anglies pridėjimas sustiprins metalą, o daugumoje anglies plieno yra nuo vieno iki dviejų procentų anglies. Juodasis anglinis plienas susidaro gamybos proceso metu, kai aukštoje temperatūroje ant išorinio paviršiaus susidaro plonas oksiduotos geležies sluoksnis.
Anglis chemiškai jungiasi su plieno lydiniuose esančia geležimi, todėl susidaro daug kietesnė medžiaga nei gryna geležis. Didėjant anglies kiekiui, medžiaga tampa kietesnė, bet trapesnė arba linkusi lūžti veikiant stresui ar apkrovai. Plienas, kurio sudėtyje yra daugiau kaip 2 % anglies, laikomas ketaus; tai gali būti naudojama vamzdynams ir nekonstrukcinėms medžiagoms, bet laikoma per trapi konstrukciniam plienui.
Geležis lengvai reaguoja su ore esančiu deguonimi, sudarydama geležies oksidą arba rūdis, dėl kurių dalys suges, todėl dažnai padengiama danga, kad būtų išvengta paviršiaus rūdžių. Vienas iš juodojo anglinio plieno pranašumų yra natūrali juodojo geležies oksido dangos antikorozinė savybė, nes oksidas veikia kaip kliūtis, neleidžianti patekti deguoniui iš žemiau esančios geležies. Plonas oksido sluoksnis susidaro aukštoje temperatūroje, todėl susidaro patvarus sluoksnis, kurio nereikia papildomai apdoroti ar dengti.
Tais atvejais, kai apsauga nuo korozijos yra labai svarbi, anglinis plienas gali būti dažomas arba cinkuotas. Plienas cinkuojamas plaunant rūgštimi, tada panardinamas į išlydyto cinko vonią. Cinkas sudaro sluoksnį plieno išorėje ir pirmiausia surūdys, kai bus veikiamas oro ar drėgmės. Cinkavimas pagerins plieninių dalių tarnavimo laiką, bet nenaudojamas juodajam anglies plienui, nes oksido sluoksnis jau apsaugo plieną.
Juodasis anglinis plienas dažnai naudojamas dujų ar vandens tiekimo vamzdynams, nes jis yra pigus ir gali būti suvirintas įprastais metodais. Kai kuriuose tolimojo susisiekimo naftotiekiuose buvo naudojami juodo anglinio plieno vamzdynai, nes vamzdis gali būti prijungtas lauke ir greitai nerūdys. Šis plienas gali būti naudojamas klimato ar žemės sąlygomis, kurios gali pagreitinti koroziją, tačiau gali prireikti papildomos apsaugos, pvz., anodų. Anodai yra palaidoti strypai, pagaminti iš cinko, kurie pirmiausia korozuoja, kai prijungiami prie plieninio vamzdžio.
Virtuvės indai gali būti vadinami juodu plienu, tačiau tamsi spalva yra aliejaus apdorojimo, vadinamo prieskoniais, produktas, o ne gamyba. Anglies plienas dažnai padengiamas aliejumi, kad būtų išvengta rūdžių, o plieninius indus galima patepti aliejumi ir kaitinti, kad sugertų aliejaus molekules. Plienas patamsės ir įgis tam tikrų rūdžių prevencinių savybių, tačiau pagardinimas yra laikina danga ir ją reikia periodiškai kartoti.