退火是将工件加热到适度温度，根据材料和工件尺寸选择不同的保温时间，然后缓慢冷却。目的是使金属内部组织达到或接近稳定状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或为进一步淬火做组织准备。淬火是将工件加热到合适的温度，然后在空气中冷却。淬火的效果与退火相似，但获得的组织更准确，常用于提高材料的加工性能，有时用于一些要求不高的零件作为最终的热处理。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他碳酸盐、有机溶液等淬火过程中加热。
在整个热处理中，退火、淬火、淬火是“四把火”，其中淬火与淬火密切相关，常用，缺一不可。随着加热温度和冷却方式的不同，“四把火”也演变成了不同的热处理方法。将淬火与高温回火相结合的工艺，称为调质，以获得一定的强度和韧性。在某些合金淬火形成过饱和固溶体后，为了提高合金的硬度、强度或电荷磁性，将其置于室温或稍高的适度温度下，保持较长时间。这种热处理方法叫做调质处理。将压力加工变形与热处理有效紧密结合，使工件具有良好的强度和韧性配合，称为变形热处理；在负压或真空中进行的热处理称为真空热处理，不仅可以使工件不氧化、不脱碳，而且处理后工件表面光滑，提高了工件的性能，还可以通过渗透剂进行化学热处理。表面热处理是一种金属热处理工艺，它只加热工件的表面，以改变其表面的力学性能。使用的热源必须具有较高的能量密度，以便只加热工件表面，而不会将过多的热量传递到工件内部，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表面或部分能够在短时间内或瞬间达到高温。火焰淬火和感应加热热处理是表面热处理的主要方法，如火焰、感应电流、激光和电子束等。常见的热源有氧乙炔或氧丙烷。
