表面相だけを焼入れして内部は軟らかいままにしておく焼入れが表面焼入れで、使用する熱源別に、高周波焼入れ、炎焼入れ、レーザー焼入れ、電子ビーム焼入れなどがある。鋼表面の化学成分を変化させる方法を合わせたものとしては、浸炭焼入れ、浸炭窒化焼入れなどもある。
焼入れ欠陥.
焼入れ完了後に、加工品に割れや変形、硬さ不足などの不具合が発生する場合がある。割れ、変形の原因となる焼入応力と合わせて以下に説明する。
焼入応力.
焼入応力は焼入れにより内部に生じる応力の総称で、残留応力の一種。不均一な冷却に起因する熱応力と、変態の体積変化に起因する変態応力に分けられる。後述の焼割れなどの原因となり、引張の残留応力が残る場合は強度にも悪影響を及ぼす。
鋼に限らず、物体はその温度に従って熱膨張・熱収縮が発生する。この熱膨張・熱収縮が拘束される場合に物体内に生じる応力を熱応力と呼ぶ。傾向として、焼入れ後には、内部に引張の熱応力、表面側に圧縮の熱応力が発生する。これは表面で冷却が先行することに起因するもので、単純化すると具体的には次のような順序による。
マルテンサイト変態により体積変化が発生する（後述の体積変化率なども参照）。このマルテンサイト変態が加工品の場所によって時間差を持って発生することに起因する応力を、変態応力と呼ぶ。熱応力ほど一概には言えないが、傾向として、焼入れ後には、内部に圧縮の変態応力、表面側に引張の変態応力が発生する。これも表面で冷却が先行することに起因するもので、単純化すると具体的には次のような順序による。
割れ.
マルテンサイト変態や冷却の不均一などを原因として、焼入れにより割れ（き裂）が発生する。焼入れにより発生する割れを分類すると、焼割れ、置割れ、研削割れの種類がある。加工品に割れが発生すると再生が利かずほとんどの場合使用不可になるので、致命的な焼入れ欠陥の一つである。
焼割れ.
焼割れとは焼入れの過程で発生する割れのことで、焼入応力を主原因とする。焼入応力が加工品の引張強さを超えると割れが発生する。
焼割れ発生を防止するためには、
などの対策が挙げられる。
置割れ.