熱処理プロセスには、一般に、加熱、保温、冷却の3つのプロセスが含まれ、加熱と冷却のプロセスが2つしかない場合もあります。これらのプロセスは相互接続され、中断されません。

金属が加熱されると、ワークピースが空気にさらされ、酸化と脱炭が頻繁に発生します（つまり、鋼部品の表面の炭素含有量が減少します）。これは、熱処理後の部品。したがって、金属は通常、制御された雰囲気または保護雰囲気、溶融塩、および真空で加熱する必要があり、コーティングまたはパッケージングの方法で保護することもできます。

加熱温度は、熱処理プロセスの重要なプロセスパラメータの1つであり、加熱温度の選択と制御は、熱処理の品質を確保するための主要な問題です。加熱温度は、加工する金属材料や熱処理の目的によって異なりますが、一般的には相転移温度以上に加熱して高温構造を得ることができます。また、変態には一定の時間がかかるため、金属ワークの表面が必要な加熱温度に達した場合、内外温度を一定にし、微細構造を一定にするために、この温度を一定時間維持する必要があります。この期間は保持時間と呼ばれます。

高エネルギー密度加熱と表面熱処理を使用すると、加熱速度が速く、一般に保持時間がありませんが、化学熱処理の保持時間は長くなることがよくあります。

熱処理工程においても冷却は欠かすことのできない工程であり、冷却方法は工程によって異なり、主に冷却速度を制御します。