Bir çeliğin mekanik,fiziksel ve kimyasal özellikleri, büyük ölçüde iç yapısına bağlıdır. Yapı deformasyon ve ısıl etkiler vasıtasıyla değiştirilebilir. Isıl işlemin hedefi, belli bir kullanım amacına yönelik en uygun veya en azından yeterli özellikleri üretmektedir. Isıl işlemler çeliğin katı haldeki dönüşümleri neticesi mümkün olmaktadır. Demir karbon diyagramındaki dönüşüm sıcaklıkları, malzemenin içerdiği %C miktarına göre değişmektedir.
Birçok metalik malzemenin kaynağı ancak doğru ısıl işlem uygulandıktan sonra mümkündür. Çoğu alaşımlı olan değerli çeliklerde ısıl işlemin özel bir önemi vardır.