淬火時效是一種熱處理工藝，主要用於合金材料。它涉及將合金工件加熱到高溫進行固溶處理，以獲得過飽和固溶體。隨後，工件在室溫或較高溫度下等溫保持一定時間，使得從過飽和固溶體中析出彌散的新相，如鋼中的碳或氮化物。這一過程導致合金的強度和硬度升高，而塑性降低。淬火時效是沉澱硬化不鏽鋼、馬氏體時效鋼及許多有色合金強化的主要手段。
淬火時效的過程與材料的性能變化密切相關。在淬火後，材料的硬度和強度通常會增加，而塑性和韌性則可能降低。這種現象在含碳較高的鋼中尤為明顯，淬火後立即獲得很高的硬度，但塑性變得很低。而在鋁合金中，淬火後的強度或硬度並不立即達到峰值，塑性反而有所上升。經過一段時間（如4~6晝夜）的室溫放置後，鋁合金的強度與硬度會顯著提高，而塑性則有所下降。這種強度和硬度隨時間而發生顯著變化的現象，就是所謂的時效。
時效處理的目的包括消除工件的內應力、穩定組織和尺寸、改善機械性能等。時效處理可以在室溫或較高溫度下進行，分別稱為自然時效和人工時效。在精密量具或模具、零件的長期使用中，為了防止尺寸、形狀的變化，常在低溫回火後精加工前，將工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種處理稱為時效，旨在穩定精密製件的質量。