Kaltzähe Stähle sind Stähle die speziell für niedrige Temperaturen ausgelegt sind. Sie sind sozusagen das Gegenstück zu den warmfesten Stählen. Genauer gesagt handelt es sich um unlegierte und legierte Vergütungsstähle und austenitische Stähle, die bei Temperaturen zwischen 0°C und -273°C eingesetzt werden.

Normaler Weise besteht bei Stählen das Problem, dass sie mit sinkender Temperatur schlechter verformbar und spröder werden, d.h. die Zähigkeit des Stahls sinkt (während die Streckgrenze und Zugfestigkeit in den meisten Fällen ansteigen). Bei kaltzähen Stählen tritt dieses Phänomen nur vermindert auf, so dass sie auch im tiefen Temperaturbereich eine ausreichende Kerbschlagzähigkeit besitzen. Das starke Absinken der Kerbschlagzähigkeit bei geringen Temperaturen wird bei den kaltzähen Stählen durch bestimmte Legierungselemente weiter in tiefere Temperaturbereiche verschoben.
Typische Anwendungsgebiete für kaltzähe Stähle sind die chemische und petrochemische Industrie, Raumfahrttechnik, Hochleistungsgeneratoren, Kältetechnik und weitere.