Çeliğin sertleştirilmesi, mikro yapısının hedeflenen modifikasyonu ve dönüşümü yoluyla mekanik direncinde bir artıştır. Isıl işlem ve ardından hızlı soğutma ile elde edilebilir. Sertleştirme ilk olarak iş parçasının östenitleme sıcaklığının üzerinde hızlı bir şekilde ısıtılmasını gerektirir. Çok hızlı ısıtma, yüksek bozulma ve çatlama riskine neden olur ve bundan kaçınılmalıdır.
Klasik sertleştirme için çeliğin %0,2 - %0,3 karbon içeriği gereklidir. Mükemmel uygunlukları nedeniyle, bazı mühendislik çelikleri su verilmiş ve temperlenmiş çelikler olarak da adlandırılır (genellikle % 0,35 - % 0,6 karbon).