Per trattamento termico si intende il ciclo termico di riscaldamento effettuato in predeterminate condizioni e temperature a cui devono seguire raffreddamenti, più o meno lenti, con lo scopo di conferire ad un metallo o lega metallica (solitamente acciaio) le strutture cristalline che gli permettono di guadagnare determinate caratteristiche meccaniche e/o tecnologiche. Le proprietà modificabili con i trattamenti termici sono: durezza, resistenza alle sollecitazioni, tenacità, lavorabilità all’utensile, e malleabilità.

Tra i principali trattamenti:

La tempra si esegue riscaldando il metallo fino alla temperatura di 760-870 °C e  raffreddandolo rapidamente in acqua o in olio: il brusco cambiamento di temperatura conferisce durezza, ma questo processo crea nel metallo alcune tensioni e deformazioni interne, che lo rendono più fragile.

Le tensioni generate della tempra nella struttura interna del metallo si possono eliminare con il rinvenimento, trattamento termico complementare che consiste nel riscaldare nuovamente l'acciaio a temperatura più bassa. Questo procedimento diminuisce la durezza e la resistenza dell'acciaio ma ne accresce la duttilità e la tenacità. La sequenza di lavorazione tempra-rinvenimento prende il nome di bonifica.

La ricottura, invece, ha lo scopo di ridurre la durezza dell'acciaio per renderlo più fruibile per alcune applicazioni, conferendo malleabilità e omogeneità al metallo. Anche in questo caso si riscalda nuovamente per breve tempo l'acciaio a temperatura più bassa, raffreddandolo lentamente a temperatura ambiente.

La normalizzazione consiste nello scaldare in maniera omogenea l'acciaio a temperatura relativamente bassa, lasciandolo poi raffreddare in aria calma sino a temperatura ambiente; questo trattamento ha lo scopo di eliminare le tensioni interne indotte da lavorazioni di fucinatura e di omogeneizzare la struttura dei getti di fusione.

La cementazione e la nitrurazione hanno la caratteristica di indurire superficialmente i pezzi, mantenendo inalterata la densità interna, che conserva la sua tenacità. Con la cementazione il particolare è messo a contatto con particolari sostanze carburanti, dentro forni ad alta temperatura, in modo da arricchirlo di carbonio. Nella nitrurazione è l'azoto che viene assorbito dal pezzo messo a contatto con una corrente di ammoniaca, alla temperatura di circa 500 °C.

Oggi i Trattamenti Termici vengono condotti con impianti completamente automatizzati e sistemi di gestione computerizzati in grado di controllare tramite sofisticati algoritmi interni tutte le singole fasi del processo, unendo all'elevata produttività un'assoluta ripetitività dei processi, requisito indispensabile al fine di assicurare un prodotto qualitativamente costante nel tempo.