عملیات حرارتی عموما به فرآیندی از عملیات گرم کردن تا دمای معینی پایین‌تر از دمای ذوب و نگه‌داشتن در آن دما برای مدت زمانی و سپس سرد کردن با سرعت معین و کنترل شده گفته می‌شود. بنابراین در عملیات حرارتی علاوه بر اهمیت داده‌های دما و زمان، سرعت گرم و سرد کردن نیز لازم خواهد بود. همچنین یک عملیات حرارتی می‌تواند از چند مرحله حرارت دادن در دماهای مختلف تشکیل شده باشد.