热处理是用于实现金属物理性质的所需变化的许多受控加热和冷却操作中的任何一种，其目的是改善某些特定用途的结构和物理性质或用于金属的未来工作。有五种基本的热处理工艺：硬化，表面硬化，退火，正火和回火，虽然这些工艺中的每一种都会在金属中产生不同的结果，但它们都涉及三个基本步骤：加热，浸泡和冷却。
  
  加热是热处理过程的第一步，许多合金在加热到特定温度时会改变结构，室温下合金的结构可以是机械混合物，固溶体，或固溶体和机械混合物的组合。
  
  可以将机械混合物与混凝土进行比较，正如水泥和砂砾可见并由水泥固定。机械混合物中的元素和化合物清晰可见，并通过贱金属基质保持在一起。固溶体是指两种或多种金属被吸收，一种金属被吸收到另一种金属中，形成溶液。当合金为固溶体形式时，形成金属的元素和化合物彼此吸收，其方式与盐溶解在一杯水中的方式大致相同，即使在显微镜下也不能识别形成金属的单独元件。在室温下，机械混合物形式的金属在加热时经常进入固溶体或部分溶液，以这种方式改变化学成分会导致晶粒尺寸和结构发生某些可预测的变化。