Термической обработкой металлов называется тепловой процесс, при котором металл нагревается до определенной температуры, выдерживается некоторое время при этой температуре, а затем с определенной скоростью охлаждается. Термическая обработка производится для повышения механической прочности и износоустойчивости, твердости (закалка), улучшения обрабатываемости (нормализация), снятия внутренних напряжений и уменьшения хрупкости после ковки, штамповки и литья (отжиг), уменьшения твердости и хрупкости; снятия внутренних напряжений после закалки (отпуск). Термической обработке подвергаются главным образом стали. В отдельных случаях ее применяют для улучшения свойств чугуна и цветных металлов. Нагрев металла при термической обработке производится в специальных печах: пламенных, электрических и газовых, снабженных приборами для измерения и регулирования температуры нагрева. Охлаждение — в ваннах с соответствующей жидкостью (водой, маслом, расплавленным свинцом и т. д.).

Основные виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка и отпуск.