所谓回火处理是指将经过淬火硬化或正常化处理之钢材在浸置于一低于临界温度一段时间后，以一定的速率冷却下来，以增加材料之韧性的一种处理。从冶金原理，我们知道将经过淬火及正常化处理在放回中温浸置(时效)一段时间，可促使一部分之碳化物析出，同时有可消除一部分因急速冷却所造成之残留应力，因此可提高材料之韧性与柔性。显然回火处理之效果决定于回火温度、时间即在冷却速率等因素。随着回火温度的提高材料之强度与硬度跟着降低，然而材料之延展性却跟着提高。材料之耐冲性在300℃回火附近会有一显著降低现象，此现象称之为回火脆性。由于碳原子或合金元素之析出与时间有正比的关系，随着回火时间的延长，材料之硬度会随着降低。由于回火的温度是低于相变化之临界点，材料之强度不会与冷却速率有关。然而由于回火脆化的原因，若材料在经过375~575℃间之冷却速率太慢，容易有脆化的现象。这一点是在做回火处理时必须注意的。

一般填加合金元素于钢中，主要之目的是增加钢之硬化能力，亦即增大形成麻田散铁之能力。由于合金元素（原子）之扩散能力较差，因此填加合金元素也就减慢了回火软化速率。由于合金元素一般可分成两种功用。第一种功用为非碳化物形成用，此类合金元素以镍、硅及锰等。由于此类元素与碳化物之形成无关，因此对回火软化无关。此类元素所造成之硬化效果，主要是靠固溶体硬化机构所达成的。另一类合金元素，例如铬、钼、钨、钒等，由于其为碳化物形成之一份子，因此他们的扩散速率也就影响了回火软化的速率。

前面提到过一般碳钢及低合金钢若从高温回火缓慢冷却下来经过375~575℃温度区，会造成脆化的现象。另外我们也提到过若在300℃附近回火，亦有脆化的现象，这是由于不利之板状碳化物析出所造成的。