Jest zabiegiem cieplnym składającym się z dwóch następujących bezpośrednio po sobie operacji - nagrzewania i szybkiego chłodzenia. Jeżeli stal węglową lub niskostopową; nagrzaną do temperatury; w której jest ona w stanieaustenitycznym, gwałtownie ochłodzić, wówczas rozpuszczony cementyt nie zdąży wydzielić się z powrotem i otrzymuje się strukturę zwaną martenzytem. Martenzyt jest nadzwyczaj drobnoziarnisty; mikrostruktura jego przedstawia jakby igiełki przecinające się pod kątem 60o. Przy tej strukturze stal ma największą twardość.