Varmebehandlingsprosessen omfatter generelt tre prosesser for oppvarming, varmebehandling og avkjøling, og noen ganger bare varme- og kjøleprosesser. Disse prosessene er koblet til hverandre og kan ikke avbrytes. Oppvarming er en av de viktigste varmebehandlingsprosessene. Det finnes mange oppvarmingsmetoder for varmebehandling av metall. Den tidligste bruken av kull og kull som varmekilder førte til bruk av flytende og gassformige brennstoffer. Påføringen av elektrisitet gjør oppvarming lett å kontrollere og ingen miljøforurensning. Disse varmekildene kan brukes til direkte oppvarming, så vel som for indirekte oppvarming via smeltede salter eller metaller, samt flytende partikler.
Når metallvarmebehandlingen er oppvarmet, er arbeidsemnet utsatt for luft, og oksidasjon og avkoking forekommer ofte (dvs. karboninnholdet på overflaten av ståldelen er redusert), noe som har en ugunstig effekt på overflateegenskapene til varme- behandlede deler. Metaller bør generelt oppvarmes i kontrollert atmosfære eller beskyttende atmosfære, i smeltede salter og i vakuum, men også beskyttet av belegg eller emballeringsmetoder.