热处理技术可以分为三大类：一般热处理、化学热处理与形变热处理。

       一般热处理是单纯利用温度变化改善金属的组织与性能的热处理方法。包括：①退火。即把金属加热到临界点以上温度，获得高温相，然后缓慢冷却，使金属在接近平衡的条件下发生固态相变，以改善金属在凝固、范性形变、焊接或以前的热处理过程中产生的组织；也可以把金属加热到不发生相变的温度，使金属得以消除内应力，或使经受冷变形的金属发生回复和再结晶。退火是使金属内部组织趋近于平衡状态的热处理。若在获得高温相后以中速冷却，使金属获得比退火组织较细的组织，以达到与退火相似的效果，同时起着提高性能的作用，则称为正火。②淬火。把金属加热到临界点以上温度，获得高温相，然后急剧冷却，获得不平衡组织，以保持高温相或形成亚稳相，借以利用高温相的良好性能，并为下一步热处理作准备。如在高温下只发生二相溶解（基体不发生相变），然后急冷，将高温固溶状态保留到室温。则称为固溶热处理。③回火。淬火的后继处理，把淬火后的不平衡组织，加热到临界点以下温度，使金属重新趋近于平衡的组织；并且控制相变的进程，使金属获得合宜的组织和性能。经固溶处理后在室温或通过加热到某个较低温度以促进二相脱溶的工艺，则称为“时效处理”。

       化学热处理利用金属中的扩散和合金相的形成等规律，使金属在特定的可控介质中，从表面渗入不同元素，改变金属表面层的化学成分和组织结构，并可在随后的热处理中使金属发生所需要的相变，以改善其化学、物理或力学性能的方法。通常渗入的元素有：碳、氮、硼、氧、硫、铝、铬、硅、钒、钛等，也可以同时渗入多种元素。化学热处理可以在气态、液态或固态介质中进行。

       形变热处理在金属塑性加工过程中，利用金属范性形变与相变规律，形变与相变的动态交互作用，控制金属内部的组织，提高其综合性能。目前重要的工艺发展有控制轧制和锻后余热淬火。这些工艺既提高金属的性能，又降低能源消耗。