淬火和回火是金屬加工中常用的熱處理工藝。
淬火是將金屬材料加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間後，迅速冷卻（通常使用水或油作為冷卻介質），以獲得高硬度的馬氏體組織，從而提高材料的硬度、強度和耐磨性。但淬火後的材料內部會產生較大的應力和脆性。
回火則是將淬火後的工件重新加熱到臨界溫度以下（通常是AC1點以下）的適當溫度，保溫一段時間後，再以一定方式進行冷卻的過程。回火可以分為低溫回火、中溫回火和高溫回火，不同溫度的回火可以得到不同組織和性能的材料，具體如下：
低溫回火。得到回火馬氏體組織，保存高硬度同時降低淬火應力和脆性。
中溫回火。得到回火托氏體組織，具有高的彈性極限和屈服極限，適用於彈性元件。
高溫回火。得到鐵素體+細粒滲碳體的混合物，即回火索氏體組織，具有優良的綜合力學性能，適用於結構零件。
回火的主要目的是減輕淬火過程中產生的內應力和脆性，調整材料的硬度和韌性，改善材料的韌性和加工性能，使材料獲得理想的力學性能。淬火和回火的組合工藝是製造各種機械零件和工具的重要過程。