1. Sertleştirme: Bir malzemenin yüzey sertliğini artırmak için uygulanan bir işlemdir. Genellikle çeliklerde kullanılır.

2. Yumuşatma: Malzemenin sertliğini azaltarak daha işlenebilir hale getirir. Bu özellikle dökme demir gibi sert malzemelerin işlenmesi için önemlidir.

3. Normalleştirme: Malzemenin içerisindeki gerilimleri giderir ve yapısal uygunluğu artırır.

4. Özütleme: Malzemenin sertleştirme sonucu oluşan fazları kontrol eder ve istenilen özellikleri elde etmek için kullanılır.

5. Yüzey İyileştirme: Malzemenin yüzey özelliklerini iyileştirir. Örneğin, yüzeyi sertleştirme veya kaplama işlemleri bu kategoriye girer.

Isıl işlem genellikle belirli sıcaklık aralıklarında ve belirli süreler boyunca gerçekleştirilir. Farklı malzemelerin farklı ısıl işlem gereksinimleri vardır, bu nedenle işlem parametreleri malzemenin türüne, kullanım amacına ve istenilen sonuçlara bağlı olarak değişebilir.