熱處理工藝在我國已有悠久的歷史，早在商代就已經有了經過再結晶退火的金箔飾物，在洛陽出土的戰國時代的鐵錛，系由白口鐵脫碳退火制成。在戰國時代燕都遺址出土的大量兵器，向人們展示了在當時鋼件已經采用了淬火，正火，滲碳等工藝。近代出土的秦兵俑佩帶的長劍，箭鏃等都有力的證明當時已經出現銅合金的復合材料，而且還掌握了精湛的表面保護處理方法，從而保持輸千年不銹。

熱處理工藝早的史料記載見于《漢書。王褒傳》中，我過明代科學家宋應星在《天工開物》一書中對熱處理工藝已有記載。大量事實證明，我過曾是世界上發展和應用熱處理技術早的 之一。但是長期的封建統治，阻礙了我過科學技術的進步，在異端相當長的時間內，我國熱處理技術的發展處于停止狀態，有的技術甚至失傳。直至解放以后熱處理技術在我國才重新迅速發展起來，出現了許多新工藝，新設備。但和當代世界先進水平比較，我國的熱處理技術仍較落后。

  化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬、復合滲等。
  熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態，以利于進行各種冷、熱加工。
  例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性 ；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經過熱處理方可使用。