Quá trình xử lý nhiệt thường bao gồm ba quy trình sưởi ấm, bảo quản nhiệt và làm mát, và đôi khi chỉ có quy trình làm nóng và làm mát. Các quá trình này được kết nối với nhau và không thể bị gián đoạn. Hệ thống sưởi là một trong những quy trình xử lý nhiệt quan trọng. Có nhiều phương pháp sưởi để xử lý nhiệt kim loại. Việc sử dụng than và than sớm nhất là nguồn nhiệt dẫn đến việc sử dụng nhiên liệu lỏng và khí. Việc áp dụng điện làm cho hệ thống sưởi dễ dàng kiểm soát và không gây ô nhiễm môi trường. Các nguồn nhiệt này có thể được sử dụng để làm nóng trực tiếp, cũng như cho việc gia nhiệt gián tiếp qua các muối hoặc kim loại nóng chảy cũng như các hạt trôi nổi.
Khi xử lý nhiệt bằng kim loại được gia nhiệt, phôi gia công tiếp xúc với không khí và quá trình oxy hóa và giải mã thường xảy ra (tức là hàm lượng carbon trên bề mặt phần thép bị giảm), có tác động bất lợi đến tính chất bề mặt của nhiệt các bộ phận được xử lý. Do đó, kim loại thường được làm nóng trong môi trường có kiểm soát hoặc khí quyển bảo vệ, trong các muối nóng chảy và trong chân không, nhưng cũng được bảo vệ bằng các lớp phủ hoặc các phương pháp đóng gói.