冷卻曲線是一種顯示物質在冷卻過程中溫度隨時間變化的曲線，常用於金屬熱處理和熱分析中。
在金屬熱處理中，冷卻曲線尤其重要，用於表示工件在加熱後的冷卻過程中溫度與時間的關係。這些曲線可以揭示淬火時的冷卻方式、淬火介質的冷卻能力、鋼在連續或等溫冷卻時的組織轉變、焊接件焊後空冷時的脆性敏感性以及高溫合金高溫淬火後冷卻時強化相的析出情況等。
此外，冷卻曲線也用於熱分析法中，特別是在繪製凝聚體系相圖時，它們是重要的依據。在冷卻曲線上，平臺和轉折點通常表示在特定溫度下發生的相變。這些曲線不僅在科學研究中有着廣泛的應用，也在工業生產中起着至關重要的作用。