应用于所有材料，其指的是，利用改变材料所处条件，例如温度、压力，来改变材料内部微结构，进而改变材料之物理性质、机械性质。以碳钢为例，依据不同温度下的热处理，退火可分成下列
扩散.在物理冶金学中，一般是讨论金属原子在晶体中的扩散作用，金属材料在适当温度下，不同元素之原子会进行扩散，进而产生相变
相变化.在物理冶金学中，一般探讨金属材料的相变，金属相变一般包含结晶（Solidification）、析出（Precipitation）、旋节分解（Spinoda