根据加热、冷却方式的不同及组织、性能变化特点的不同，热处理可以分为下列几类：

普通热处理，包括退火、正火、淬火和回火等。

表面热处理，包括感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、渗碳、氮化和碳氮共渗等。

其它热处理，包括可控气氛热处理、真空热处理和形变热处理等。

按照热处理在零件生产过程中的位置和作用不同，热处理工艺还可分为预备热处理和最终热处理。预备热处理是零件加工过程中的一道中间工序（也称为中间热处理），其目的是改善锻、铸毛坯件组织、消除应力，为后续的机加工或进一步的热处理作准备。最终热处理是零件加工的最终工序，其目的是使经过成型工艺达到要求的形状和尺寸后的零件的性能达到所需要的使用性能。