将淬火后的钢件加热到临界温度以下，保温一段时间，然后在空气或油中冷却的热处理工艺称为回火。
回火是紧接着淬火以后进行的一道热处理工序，也是热处理的最后一道工序。通常，淬火和回火总是连在一起的，称为最终热处理。
回火的目的是：①获得所需要的力学性能。在通常情况下，零件淬火后的强度和硬度有很大提高，但塑性和韧性却有明显降低，而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后，可以获得所需要的力学性能。②稳定组织，稳定尺寸。③消除内应力。
根据钢件对性能要求的不同，回火方法有下面几种：（1）低温回火。将淬硬的钢件加热到150℃～250℃，并在这个温度保温一定时间，然后在空气中冷却。
低温回火的主要目的是消除钢件因淬火而产生的内应力。一般多用于切削刀具、量具、模具、滚动轴承和渗碳零件等。
（2）中温回火。将淬火后的钢件加热到350℃～450℃，经保温一段时间冷却下来，这一过程称为中温回火。
中温回火的主要目的是为了使钢件获得较高的弹性，一定的韧性和硬度。一般用于各类弹簧，也用于热冲模等零件。
（3）高温回火。将淬火后的钢件加热到500℃～650℃，经过保温以后冷却下来，这一过程称为高温回火。
高温回火的主要目的是为了使钢件获得较好的综合力学性能，即较高的强度和韧性及足够的硬度，它几乎可以完全消除钢件因淬火而产生的内应力。
高温回火主要用于要求高强度、高韧性的重要结构零件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮和连杆等。