在金属切削过程中，切削时的机械功几乎全部转变为热，这些热分散到切屑、刀具、工件、机床、夹具和周围空间中，使刀具、工件、机床等由于受热而发生变形，即热变形。
（1）刀具的热变形。尽管切削热只有极少部分传给刀具，但切削刃的温度仍可达到很高的数值，因此刀体也要变热。由于刀体变热，刀头就会伸长，使吃刀量增大而把工件直径车小。刀头伸长快慢与变热时间有关，它随车刀上温度上升而逐渐减缓，当温度不再增加时，刀头伸长也就停止了。
刀头伸长量与刀头伸出长度、截面大小、刀片厚度、刀刃锋利程度和加工材料有关。刀头伸长量与刀杆截面成反比，与刀片厚度也成反比，与加工材料强度成正比。加冷却润滑液可以减少刀头伸长量。
（2）机床的热变形。机床热变形主要是床头箱，其他部位可以忽略不计。床头箱变形会使主轴中心高度增加，水平方向内位移。这与主轴转速有关：转速愈高变形愈大，当主轴每分钟400～500转时，主轴垂直方向位移约0．04～0．05毫米。水平方向位移约0．01毫米。当然这还与其他因素有关；如卡盘上装夹工件的位移量要比两顶尖装夹大等。
（3）工件的热变形在切削过程中，由于切削热的传导，会使工件变热，温度上升。工件变热有两种情况：即均衡变热和不均衡变热；均衡变热时，零件的尺寸将会改变，而形状仍保持不变化。而不均衡变热时，不仅零件的尺寸要变化，它的形状也会发生变化。
第一种，均衡变热。均衡变热时的零件温度决定传入零件的热量、重量和比热容。同时传入零件的热量又与切削用量有关。
当其他条件相同时，零件愈重，热变形愈小，因此加工直径和长度相同的轴和管子时，轴的变化比管子小。加工薄壁且余量又大的工件时变形大，因此工件经粗加工后不能立即进行精加工。
随着切削速度增加，工件的温度逐渐下降。这是因为切削速度增加时，热量来不及传给工件的缘故。
进给量增大时（很小的进给量除外），传入零件的热量降低，工件温度下降。吃刀量增大时，工件的温度增加。
第二种，不均衡变热。不均衡变热是由于单面受热所造成。例如车削薄片时，当工件的一边切除大量金属时，这一边就要变热，如果不等它冷却就去加工另一边，则工件就要变形。
工件受到阳光照射或暖气热量影响，外部变热，内部仍是冷的，工件就会发生扭曲。