真空熱處理是一種將真空技術與熱處理技術結合的新型熱處理技術，在這種技術中，熱處理工藝的全部或部分在低於一箇大氣壓的真空狀態下進行，這個環境包括低真空、中等真空、高真空和超高真空等。
真空熱處理不僅包括加熱和冷卻工件，還涉及在冷卻過程中注入保護氣體如氮氣或氬氣，以創造無氧化的環境，與傳統的熱處理相比，真空熱處理可以實現更優質的熱處理結果，如無氧化、無脫碳、無滲碳，同時還能去除工件表面的磷屑，達到表面光亮淨化的效果，此外，真空熱處理還有助於提高金屬材料的物理性能和力學性能。
這種技術在金屬加工中尤爲重要，特別是在需要提高工件表面強度、硬度、耐磨性或特殊裝飾效果的場合。