熱處理（lǐ）工（gōng）藝（yì）一般包括加熱（rè）、保溫、冷（lěng）卻三個過程，有時隻有加熱（rè）和冷卻兩個過程。這（zhè）些過程互（hù）相銜接，不可間（jiān）斷。
加熱是熱處理的（de）重要工序之一。金屬熱處理的加熱（rè）方法很多（duō），最早是采用木炭和煤作為熱源，近而應用液體和氣體燃料（liào）。電的應用使加熱易於控製，且無環（huán）境汙染。利用這些熱源可以直接加熱（rè），也可以（yǐ）通過熔融的（de）鹽或金屬，以至浮動粒子進行間（jiān）接加熱。
金屬加熱時，工（gōng）件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表麵碳含量降低（dī）)，這（zhè）對於熱處理後零件的（de）表麵性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱（rè），也可用塗（tú）料或（huò）包裝方法進行保護加熱。
加熱溫度是熱處理工藝的（de）重要工藝參數之一，選（xuǎn）擇和控製加熱溫度，是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理（lǐ）的金屬（shǔ）材料和熱處理的目的不（bú）同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得（dé）高溫組（zǔ）織。另外轉變需要一（yī）定的時（shí）間，因（yīn）此當金屬工件表麵達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致（zhì），使顯微組織（zhī）轉變完全（quán），這段（duàn）時間稱為保溫時（shí）間。采用高能密度加熱和表（biǎo）麵熱處理時，加熱（rè）速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱（rè）處理的保溫時間往（wǎng）往較長。

冷卻也是（shì）熱處理工藝（yì）過程（chéng）中（zhōng）不（bú）可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同（tóng），主要是控製冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣（yàng）的冷（lěng）卻速度進行淬硬。