Belirli bir sıcaklık aralığına kadar ısıtmak daha saf ve daha sert metal elde edilmesini sağlayabilir. Isıl işlem genellikle daha güçlü metaller oluşturur. Ancak bazı işlemlerin metali daha zayıf hale getirmesi de mümkündür.

Metalin sıcaklığındaki bir artış, yüzey alanını, hacmini ve uzunluğunu artıracaktır. Bu nedenle ısıl işlem metali genişletir (termal genleşme). Genleşme derecesi kullanılan metalin türüne bağlı olacaktır.

Her çelik malzemenin tokluk için bir üst ve alt sınırı vardır. Bir çeliğin tokluğunun düştüğü sıcaklık 'Süneklikten Gevrekliğe Geçiş Sıcaklığı' olarak adlandırılır. Bu sıcaklık, %0,01 karbonlu çelik için genellikle 75°C civarındadır. Bu sıcaklık çeşitli çelik malzemeler için farklılık gösterir.