عملیات حرارتی (Heat Treatment) فلزات و آلیاژهای فلزی در مفهوم کلی عبارت است از گرم و سرد کردن کنتـرل شـده در حالـت جامد و بدون ایجاد تغییر شکل در آنها، جهت رسیدن به خواص مطلوب فیزیکی و مکانیکی. گاهی سهوا حین فرایند تولید که شامل گـرم کردن و سرد کردن می باشد نیز ممکن است این عملیات رخ دهد، مانند فرایندهای جوشکاری و شکل دهی. نکته حائز اهمیت این است که تقریبا اکثر فلزات و آلیاژها قابلیت انجام عملیات حرارتی را دارند ولی عکس العمل آنها در برابر ایـن تغییـر متفاوت بوده و با توجه به نوع فلز و آلیاژ فرق می کند. به عنوان مثال تقریبا هر فلز و آلیاژی را می توان با عملیات حرارتـی نـرم کـرد ولـی آلیاژهایی که با عملیات حرارتی سخت شوند، محدود است. یکی از علل مهمی که تولید فولاد بالا بوده و کاربردهای فراوانی در صنعت دارد، واکنش آن نسبت به عملیات حرارتی می باشد. بسیاری از آلیاژهای غیرآهنی نیز مانند آلومینیوم، نیکل، منیزیم و تیتانیوم را می توان با روش های عملیات حرارتی مشابه عملیات فولادها مقـاوم کـرد که البته درجه مقاوم شدن در این دو مورد کاملا متفاوت است.
