為進一步提高零件的使用性能和加工零件的質量，降低制造成本，有時還把兩種或幾種加工工藝混合在一起，構成復合加工工藝。例如把塑性變形和熱處理結合一起，形成形變熱處理新工藝等。目前在軋鋼生產中廣泛采用的控制軋制與控制冷卻技術從本質上講也屬于形變熱處理，即軋制和熱處理相結合的復合加工工藝。

形變熱處理是將塑性變形和熱處理有機結合在一起的一種復合工藝。該工藝既能提高鋼的強度，又能改善鋼的塑性和韌性，同時還能簡化工藝，節省能源。因此，形變熱處理是提高鋼的強韌性的重要手段之一。形變熱處理雖有很多優點，但增加了變形工序，設備和工藝條件受到限制，對于形狀復雜的工件、大工件、變形后需要進行切削加工或焊接的工件不宜采用形變熱處理。因此，此工藝的應用具有很大的局限性。

根據形變的溫度以及形變所處的組織狀態，形變熱處理分很多種，這里僅介紹高溫形變熱處理和低溫形變熱處理。