金属材料热处理是机械设备中的主要加工工艺之一，与其它制作工艺对比，热处理一般不更改产品的形态和总体的成分，反而是根据转变产品工件里面的显微镜机构，或转变产品工件表面的成分，授予或改进产品工件的应用性能。其优点是改进产品工件的内部品质，而这一般并不是人眼可以见到的。
为使金属材料产品工件具备所必须的结构力学性能、物理学性能和有机化学性能，除有效采用原料和各种各样成型加工工艺外，热处理工艺通常是不可缺少的。钢铁是机械工程中使用最广泛的原材料，钢材显微镜机构繁杂，可以根据热处理给予操纵，因此钢材的热处理是金属材料热处理的具体内容。此外，铝、铜、镁、钛等以及铝合金也可以根据热处理更改其结构力学、物理学和有机化学性能，以得到不一样的应用性能。
热处理加工工艺一般包含加热、隔热保温、制冷三个全过程，有时候仅有加热和制冷两种全过程。这种全过程相互之间对接，不能中断。加热是热处理的主要工艺流程之一。
金属材料热处理的加热方式许多，最开始是选用木碳和煤做为热原，近而使用液态和化石燃料。电的使用使加热易于控制，且无空气污染。运用这种热原可以立即加热，还可以根据熔化的盐或金，以致波动颗粒开展间接性加热。金属材料加热时，产品工件曝露在空气中，经常产生空气氧化、渗碳(即钢材零件表面碳成分减少)，这针对热处理后零件的表面性能有很不良的危害。因此金属材料通常应在可控制氛围或维护氛围中、熔化盐中合真空泵中加热，也可以用建筑涂料或包裝方式开展维护加热。加热温度是热处理加工工艺的主要技术主要参数之一，挑选和操纵加热温度，是确保热处理品质的首要问题。加热温度随被加工处理的金属和热处理的目标不一样而异，但一般全是加热到改变温度以上，以得到持续高温机构。
此外变化必须一定的时长，因而当金属材料产品工件表面做到规定的加热温度时，还须在这里温度维持一定时长，使里外温度一致，使显微镜机构变化彻底，这段时间称之为隔热保温时长。选用较高能相对密度加热和表面热处理时，加热速率很快，一般就并没有隔热保温时长，而有机化学热处理的保溫时长通常较长。
制冷也是热处理加工工艺操作过程中不可缺少的流程，制冷方式因加工工艺不一样而不同，主要是操纵制冷速率。一般淬火的制冷速度比较慢，淬火的散热效率较快，热处理的散热效率更快。但还因钢材牌号不一样而有不同的规定，例如空软钢就可以用淬火一样的散热速率开展淬硬层。
