金屬熱處理是將金屬工件放在一些的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一些時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。
金屬熱處理是材料生產中的重要的工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體化學成分，而是通過改變工件的內部的顯微組織，或改變工件的表面的化學成分，賦予或優化工件的使用性能。其特點是改變工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能觀察到的。
金屬熱處理中的“四把火”指退火、正火、淬火（固溶）和回火（時效）。 退火是指將工件加熱到適當溫度，根據材料的和工件的尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，其目的主要是降低材料的硬度，增加塑性，以利于后續加工，減少殘余應力，增加組織和成分的均勻化。退火根據目的不同分為再結晶退火、去應力退火球化退火、完全退火等。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織較細，常用于改變材料的切削性能，有時也用于對一些要求不高的零件的熱處理。淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機鹽、水溶液淬冷介質中冷卻。淬火后材料為不平衡組織，通常很硬很脆，需要在高于室溫的某一溫度進行長時間的保溫，再進行冷 卻，這種工藝叫回火（時效）。
從以上定義可以看出，不論是退火、正火、淬火還是回火，熱處理過程中都要對工件進行加熱、保溫和冷卻。所以金屬熱處理中，加熱速度，保溫時間和冷卻速度成為熱處理工藝中重要的工藝參數。
“四把火”中，淬火和回火（時效）關系較為密切，常常配合使用。
