Trattamento termico si può definire come il ciclo termico di riscaldamento a diverse temperature effettuato in predeterminate condizioni (atmosfera controllata o no) a cui devono seguire raffreddamenti più o meno lenti e/o isotermici, per conferire a un metallo o ad una lega metallica (leghe ferrose o non ferrose) quelle strutture cristalline che gli conferiscono determinate caratteristiche meccaniche e/o tecnologiche. 

L’effetto dei trattamenti termici sulla struttura di una lega metallica, è un importante campo nella scienza dei materiali e la sua compressione e determinante per ottenere le caratteristiche desiderate con la maggiore accuratezza. 

I diagrammi di stato binari o ternari di una lega non sono sufficienti per prevedere quali saranno le fasi ottenute dopo il ciclo di trattamento già che questi prevedono le fasi in condizioni di equilibrio come risultato di lunghi periodi a determinate temperature. Quello che accade nella pratica dei trattamenti termici è che a determinate velocità di raffreddamento si ottengono diverse strutture metastabili che conferiscono al materiale le caratteristiche richieste.

L’aggiunta di un’atmosfera controllata nella camera del forno modifica la composizione chimica dello strato superficiale della lega, questo processo viene definito come trattamento termochimico.