加熱溫度隨被處理的金屬和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。
另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致， 使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。
采用高能加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。
冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。
一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。
但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
