熱處理是鋼在固態下加熱到預定的溫度，保持一定的時間，然后以某種冷卻方式冷卻下來的一種加工工藝。其工藝過程是：加熱→保溫→冷卻。
金屬熱處理的目的就是使金屬材料、制品的局部或整體的性能得到改善；熱處理工藝方法，就是將金屬加熱到預定溫度保溫一定時間然后進行冷卻的過程。
對于鋼鐵的加熱來說，“溫度”是第一重要的，也是最為敏感的，溫度的準確度確定是熱處理的第一步。“加熱時間”的長短與不同的鋼種、爐型、裝爐等有關。有些人對此不是十分重要，往往僅從溫度上衡量，但是其他力學性能上往往存在潛在的不合格因素，只有使用了以后才能知道熱處理質量的好壞。“速度”在熱處理工藝過程中是最難掌握且十分重要的一個環節，這個技能的掌握需要較長時間的實際訓練合摸索，而且較好的理論基礎作為支持，才能得到提高。
熱處理工藝過程的組織轉變規律包括：鋼件的加熱轉變，理論依據是鐵碳相圖；鋼的冷卻轉變，包括珠光體轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變、回火轉變，理論依據是CCT、TTT以及淬透性曲線等。
根據鋼的組織轉變規律制訂的具體熱處理加熱溫度、保溫時間、冷卻方式等參數，就是熱處理工藝參數。
熱處理工藝中的三要素是溫度、時間、（加熱和冷卻）速度。這三個要素貫穿于熱處理技術工人或技術人員的操作技能訓練的整個過程，是熱處理工藝人員成才的關鍵。
