金属热处理是将金属工件放在特定的媒介中加热到所需的温度，并在此温度中保持一定时间，之后以不同的速度冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其物理性能的一种工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分。

工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的整体质量，而这一般不是肉眼所能看得到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

热处理设备是对工件进行退火、回火、淬火等热处理工艺的设备。