热处理是指 材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。它主要用于改善金属材料的力学性能、加工性能、消除内应力以及改善微观结构，从而为后续加工或使用提供理想的组织状态。
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一，加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，近而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。
通过热处理，可以显著提高金属材料的硬度、强度、韧性等力学性能，改善其加工性能如切削性、锻造性，并消除内应力，防止材料在使用过程中变形或开裂。此外，热处理还可以改善金属材料的微观结构，为后续加工或使用提供理想的组织状态。
热处理在机械制造、航空航天、汽车制造等众多领域都有广泛应用。例如，在钢铁材料的热处理中，正火工艺是将工件加热至Ac3或Acm以上30~50℃，保温一段时间后，在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却，以获得均匀的组织结构，提高钢材的力学性能。