对于钢铁材料，由于锻造成形时，经历加热、变形和冷却过程，锻件因材料成分和锻件大小而呈现出不同的组织状态，归纳起来主要有以下两点。
1.中小锻件（150kg以下）组织状态
这类锻件主要使用轧制型材的坯料模锻成形，对亚共析钢（中碳钢，中碳低合金结构钢），终锻后空冷到室温时,一般得到粗大块状铁素体和层片状珠光体组织；对过共析钢，特别是高碳高合金钢，终锻后级冷，一般可获得较粗大退火态组织。又由于锻件形状截面差异及冷却的不可控，其组织往往不均匀，同时由于温度应力（又称热应力）和组织应力的作用，锻件内会产生残余内应力，所以必须采用热处理工艺予以改善和消除。
2.大锻件组织状态
在10MN以上锻造液压机生产的自由锻件（轴类件大于5t，盘类件大于2t)—般称大锻件,这类锻件一般采用钢锭直接锻造成形。由于锻造时，其加热次数多（6火或更多〉、变形不均匀、截面差异大、材料合金程度高等原因，大塑锻件组织最突出的特征是残留氢含最商、组织不均匀程度严重存在（混晶现象），这是影响大锻件性能的重要因素，因此也是大锻件热处理工艺设计需要里点解决的问题。
金属热处理是通过内部组织转变，即相变或组织调整获得所需性能的工艺过程，相变是热处理的基础和金属可以通过热处理改变其性能的根据。加热、保温和冷却则是促使钢中发生相变，以获得预期性能的组织手段，所以其主体技术就是加热、保温和冷却。
根据加热温度区间和冷却速度不同，钢铁零件整体热处理工艺分为退火、正火、淬火和回火，俗称“四把火”。由于回火主要用于调整淬火组织及相应性能（硬度等），因此两者往往一起使用，称为“淬火与回火”,其中淬火加高温回火也称调质热处理。
