表面熱處理通常分為兩類：一類稱作表面淬火熱處理，它只改變工件表層的組織而不改變工件表層的化學成分，這類表面熱處理包括火焰加熱表面淬火、高中頻加熱表面淬火、接觸電加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火、激光電子束加熱表面淬火等；另一類叫作表面化學熱處理，它既改變工件表層的化學成分又改變工件表層的組織，這類表面熱處理包括滲碳、氮化、氰化、滲硼、滲金屬等。
此外還有一類最新表面硬化技術(shù)，是在金屬材料表面上覆蓋特殊的硬化層，如化學氣相沉積（CVD法）和物理氣相沉積（PVD法），以及等離子噴涂等。