一、热处理是将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺（图9-1）。其目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能。通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。例如用T7钢制造一把钳工用的錾子，若不热处理，即使錾子刃口磨得很好，在使用时刃口部分局部加热至一定温度以上，保湿以后进行水冷及其它热处理工艺，则錾子将变得锋利而有韧性。在使用过程中，即使用榔头经常敲打，錾子也不易发生卷刃和崩裂现象。热处理工艺不何时可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。
恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使钢的组织和性能更加均匀。
热处理也是机器零件加工工艺过程中的重要工序。例如用高速钢制造钻头，必须先经过预备热处理，改善锻件毛坯组织、降低硬度（达到207-255HB），这样才能进行切削加工。加工后的成品钻并没有又必须进行最终热处理，提高钻并没有的硬度（达到HRC60-65）和耐磨性并进行精磨，以切削其它金属。
此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐磨蚀等特殊理化学性能。
钢经热处理后性能之所以发生如此重大的变化，是由于经过不同的加热和冷却过程，钢的内部组织结构发生了变化。因此，要制定正确的热处理工艺规范，保证热处理质量，必须了解钢在不同加热和冷却条件下组织变化规律。钢中组织转变的规律，就是热处理的原理。