钢的力学性能不仅因其化学成分的不同而有很大的差异，另一方面，即使化学成分相同的钢材，当加热到一定的温度时，若采用不同的冷却方式.钢材的力学性能也有很大差异，这是由钢材内部组织结构发生变化引起的。将钢材通过适当的加热与冷却使钢材内部组织按照一定的规律变化，以获得预期的力学性能，这种工艺过程就称为钢的热处理。
热处理以改善钢的加工性能和使用性能(力学性能、物理性能和化学性能)。例如正火状态的45号钢经调质处理后，抗拉强度可由600 MPa提高到850 MPa，而且其冲击韧性也从40J提高到64-96J，因此经常用来制造重要的机器零件。又如正火状态的含碳1.2%的碳素工具钢，经淬火处理后，其硬度由20-30HRC提高到60HRC以上，可制作刀具。由于热处理强化了金属材料，使它们得以充分发挥金属材料的潜力，减轻机器结构的自重，并且保证机器的安全性和延长使用寿命，所以在现代化工业中，热处理已成为极其重要的工艺方法。
在工业生产中，常常运用钢材因加热与冷却过程不同而得到不同显微组织的变化规律来改变钢材的力学性能。例如制造一个压力级别较高的法兰联结螺栓，为了使加工时切削方便，希望钢材的硬度较低;当加工完成后，为了使用时能承受较大的载荷，又希望它的强度较高。韧性较好，这就要求在加工前后采取不同的热处理方法，才能达到上述要求。
钢制压力容器绝大多数是钢板卷焊和锻焊结构，许多热处理过程是结合热成型(如钢板热轧后余热淬火或正火、筒体热卷、封头及球片热冲压等)工艺进行的。总的来说压力容器用钢热处理类别是不多的，常见类型有正火、淬火、回火及消除应力退火等。奥氏体不锈钢有固溶化处理和稳定化处理两种方法。
在实际生产中，热处理过程是比较复杂的，它的全过程可能由多次加热和冷却过程所形成，但其基本工艺过程是加热、保温和冷却，所不同的是加热温度的高低、保温时间的长短和冷却速度的快慢。
