Es un proceso controlado de calentamiento y enfriamiento aplicado a los materiales, especialmente metales y aleaciones, con el objetivo de alterar sus propiedades físicas y mecánicas, en especial para mejorar la dureza, la resistencia, la tenacidad, la ductilidad y la resistencia a la corrosión, entre otras.

Los tratamientos térmicos incluyen el temple, el recocido, el normalizado, el alivio y de tensiones y el revenido. En estos no hay cambios químicos en el acero.

En los tratamientos térmicos, también se incluyen la cementación, carbonitruración, nitruración, en los que además de cambios en las propiedades mecánicas se incluyen variaciones en las composiciones químicas de la superficie de las piezas.