金属热处理淬火通常把钢加热到某一适当温度，如亚共析钢加热至AC3（表示钢在加热时铁素体全部溶入奥氏体的临界点）以上30——60℃，保持一定时间后，使其急速冷却的工艺过程称为淬火。淬火可采用水或油作为冷却介质。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。金属热处理淬火工艺主要用于钢件。

金属热处理淬火后，可使其硬度和强度有很大提高，并能改善某些物理化学性能。但由于快速冷却，会出现内应力，塑性和韧性也有所降低。为提高钢的综合性能，通常在淬火后再经高温回火处理的工艺称调质处理。