表面热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面的化学成分与组织，获得所需性能的种金属热加工工艺。以下是六种表面热处理方法。
表面淬火。
通过不同的热源对工件进行快速加热，当零件表层温度达到临界点以上(此时工件心部温度处于临界点以下)时迅速予以冷却，这样工件表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。工业上应用多的为感应加热和火焰加热表面淬火。
化学热处理。
将工件置于含有活性元素的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层或形成某种化合物的覆盖层，以改变表层的组织和化学成分，从而使零件的表面具有殊的机械或物理化学性能。
接触电阻加热淬火。
通过电将小于5伏的电压加到工件上，在电与工件接触处流过很大的电流，并产生大量的电阻热，使工件表面加热到淬火温度，然后把电移去，热量即传入工件内部而表面迅速冷却，即达到淬火目的。
电解加热淬火
将工件置于酸、碱或盐类水溶液的电解液中，工件接阴，电解槽接阳。接通直流电后电解液被电解，在阳上放出氧，在工件上放出氢。氢围绕工件形成气膜，成为电阻体而产生热量，将工件表面迅速加热到淬火温度，然后断电，气膜立即消失，电解液即成为淬冷介质，使工件表面迅速冷却而淬硬。
激光热处理。
激光在热处理中的应用研究始于70年代初，随后即由试验室研究阶段进入生产应用阶段。当经过聚焦的高能量密度(10W/cm)的激光照射金属表面时，金属表面在百分之几秒甚至千分之几秒内升高到淬火温度。
电子束热处理。
电子束表面淬火除应在真空中进行外，其他点与激光相同。当电子束轰击金属表面时，轰击点被迅速加热。电子束穿透材料的深度取决于加速电压和材料密度。
