Thermomechanische Verarbeitung bezeichnet gekoppelte Wärme‑ und Umformprozesse, die Mikrostruktur und Eigenschaften durch kontrollierte Austenitisierung, Verformung, Rekristallisation und Phasenumwandlung einstellen. Beispiele sind kontrollwalzen oder Schmieden mit definierten Abkühlraten. In der Werkstoffwissenschaft dient sie zur Feinung von Körnern, Steuerung von Textur, Ausscheidung und Versetzungsdichte, um Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsverhalten insbesondere von Stählen und Nichteisenlegierungen zu optimieren.