表面淬火是一種金屬熱處理工藝，其原理是通過快速加熱工件表面至臨界溫度以上，然後迅速冷卻，以改變表層金屬的力學性能。
在加熱過程中，表層材料奧氏體化，而在冷卻過程中，由於冷卻速度極快，表層材料來不及完成正常的相變過程，從而形成高硬度的馬氏體組織。這樣，工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強度得到提高，而工件心部仍保持原有的組織和性能。
表面淬火的方法包括感應加熱、火焰加熱、電接觸加熱、電解液加熱、雷射加熱、電子束加熱等，其中感應加熱和火焰加熱是工業上套用最多的兩種方法。這種處理方式廣泛套用於軸類、齒輪、發動機曲軸等零部件，以提高其耐磨性和抗疲勞性。