Isıl işlem, bir iş parçasının özelliklerinde ve/veya mikro yapısında bir değişiklik meydana getirmek için tamamen veya kısmen zaman-sıcaklık dizilerine tabi tutulduğu bir dizi ısıl işlem adımıdır. İşlem, kimyasal bileşimde (termokimyasal işlem) veya şekillendirmede (termomekanik işlem) bir değişiklikle ilişkilendirilebilir.