冷拔异型丝铁素体不锈钢热处理温度的选择要避开脆性区，一般在780～870℃进行。为防止冷却过程中析出碳化物，加热后要求快冷（如水冷）。奥氏体不锈钢的热处理，主要是使碳化物完全固溶于奥氏体中和防止形成铬碳化物，以获得耐蚀性良好的组织。
通常要加热到高温（如1000～1150℃），然后迅速冷却以防止碳化物和中间相析出，此法称固溶处理。对含Ti、Nb的不锈钢，可加热到800～900℃并保温一定时间，使钢中的碳大量形成Ti和Nb的碳化物，以防止随后焊接（或450～850℃加热）过程中铬碳化物沿晶界沉淀而引起晶间腐蚀，此法称为稳定化处理。
奥氏体－铁素体双相不锈钢一般采用与奥氏体不锈钢相同的固溶处理的热处理方法。但是，为控制适宜的各相比例和防止σ相沉淀，热处理温度和冷却速度要严格控制。
马氏体不锈钢一般用淬火并回火的方法。奥氏体化温度通常在1000℃左右。由于钢的淬透性随钢中含碳量增加而提高，冷却多用油冷或空冷。回火温度分低温（150～370℃）和高温（450～560℃）两种；低温主要消除内应力，高温是在保证良好耐蚀性的同时，获得优良的综合力学性能。
对于马氏体沉淀硬化不锈钢，一般先进行固溶处理，获得过饱和固溶体，冷却后具有马氏体组织；然后再进行沉淀硬化处理，利用时效作用产生细小而弥散分布的沉淀相，以提高钢的强度。半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢，热处理工艺包括固溶处理，中间处理和沉淀硬化时效处理等阶段（见金属的强化）。
