Ein thermischer Prozess beschreibt jede zeitliche Änderung eines Werkstoffzustands, die durch Temperaturverläufe und Wärmetransport gesteuert wird. Dazu zählen Wärmebehandlung, Schmelzen, Erstarren, Sintern, Diffusion und Phasenumwandlungen. In der Werkstoffwissenschaft werden Temperatur-Zeit-Schemata gezielt eingesetzt, um Mikrostruktur, Restspannungen und Eigenschaften zu steuern. Analyse und Auslegung erfolgen mittels Wärmeleitungsgleichung, Phasendiagrammen und kinetischen Modellen.