热处理工艺过程一般理解包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程，这些过程互相衔接，不可间断。
在热处理加热过程中，组织转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间；而热处理加热时间就是由升温时间加上保温时间组成，所以保温过程可以归入加热时间中；另一方面，采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长，因此热处理过程就是加热和冷却两个过程，保温时间作为加热参数之一。不同的加热速度、最高加热温度、保温时间和冷却速度为热处理工艺四要素，这些都是在热处理工艺过程中最重要的参数。
热处理工艺加热过程
加热是金属热处理主要工序之一。选用合理的加热方法可以保证和提高金属热处理的质量。有些零件在热处理后出现的缺陷就是由于加热方法不当造成的，加热时，应保持温度适当而均匀以避免或减少金属表面氧化、脱碳，同时还应控制加热速度。这些都与恰当地选择加热方法有关。热处理工艺加热要考虑加热热源、加热温度、加热时间以及加热环境控制等问题。
加热热源
早期的加热是以木炭或煤为燃料，在敞开的灶式炉中进行的，后来改变燃烧室的位置，制成不同形式的反射炉，提高了加热效率。为了改变因火焰直接接触工件而引起的表面氧化脱碳，一些中、小型工件常采用间接加热方法，如将工件埋在熔融盐液等介质中加热，即“浴炉”加热，可以基本上避免氧化，减少脱碳。液体和气体燃料的采用，电加热的扩大应用，使金属热处理的加热方法更趋完善，加热温度更易于控制，