Hartowanie i wysokie odpuszczanie stanowią łącznie tzw. ulepszanie cieplne. Miarą skuteczności ulepszania cieplnego jest stosunek Re : Rm. Stosowany na odpowiedzialne wyroby stalowe, które poddawane są obróbce skrawaniem. Ulepszanie cieplne jest stosowane do stali, od ktorych wymaga się największych własności. Polega ono najczęściej na hartowaniu z chłodzeniem w powietrzu i następnie wysokim odpuszczaniu. Proces ten, stosowany do połproduktow z niektorych niskostopowych stali spawalnych, znacznie zwiększa jednak koszty ich wytwarzania. Koszty te można zmniejszyć stosując bezpośrednie hartowanie z temperatury końca walcowania.

Hartowanie i niskie odpuszczanie wykonane łącznie są nazywane utwardzaniem cieplnym.