L'austénite est une solution solide de carbone dans l'allotrope γ du fer, qui est stable entre 911°C et 1 392°C. Cet allotrope a une structure cristallographique cubique à faces centrées, notation Strukturbericht A1, qui permet une grande solubilité du carbone (jusque 2,1 % massique à 1 147°C). Le fer γ est paramagnétique (on entend par là qu'il quitte le domaine de ferromagnétisme du fer à basse température – T<Tc=723°C – et rentre dans le domaine paramagnétique).