Thermische Behandlung umfasst gezielte Temperatur-Zeit-Regime wie Glühen, Abschrecken, Anlassen oder Sintern zur Einstellung von Gefüge und Eigenschaften. Durch Diffusion, Phasenumwandlungen und Ausscheidungsvorgänge werden Korngrößen, Versetzungsdichte und Phasenmorphologie modifiziert. In Metallen, Keramiken und Polymeren ermöglicht thermische Behandlung die Optimierung von Festigkeit, Zähigkeit, Relaxationszustand und Restspannungen.