Quá trình ủ hoạt động bằng cách đốt nóng kim loại trên nhiệt độ tới hạn, giữ kim loại ở nhiệt độ và màu sắc cụ thể và cho phép nó nguội đến nhiệt độ phòng với tốc độ được kiểm soát. Quá trình này làm tăng tốc độ khuếch tán của các nguyên tử hướng tới trạng thái cân bằng của nó bằng cách cung cấp năng lượng cần thiết để phá vỡ các liên kết nguyên tử. Sự chuyển động của các nguyên tử phân bố lại và phá hủy sự lệch lạc trong cấu trúc của kim loại.
Quá trình ủ xảy ra trong ba giai đoạn: phục hồi, kết tinh lại và tăng trưởng hạt. Quá trình phục hồi xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn của quá trình ủ và dẫn đến việc làm mềm kim loại thông qua việc loại bỏ các chỗ lệch. Kết tinh lại tạo ra các hạt mới không bị biến dạng thay thế những hạt bị biến dạng do lệch vị trí. Sự phát triển của hạt dẫn đến cấu trúc vi mô của kim loại trở nên thô hơn, điều này có thể làm giảm độ bền nếu kim loại không được làm cứng.
Quá trình giảm căng thẳng nhiệt động lực học là tự phát, nhưng xảy ra chậm ở nhiệt độ phòng. Nhiệt độ cao của quá trình ủ làm tăng tốc quá trình này. Ủ chuẩn bị kim loại cho các công việc tiếp theo, chẳng hạn như cắt, định hình hoặc tạo hình. Các kim loại màu, chẳng hạn như đồng, bạc và đồng thau, có thể được làm nguội nhanh chóng bằng cách làm nguội trong nước, trong khi kim loại đen phải được làm nguội từ từ trong không khí tĩnh. Nhôm có thể bị nóng chảy nếu đun quá lâu nên phải đun cách xa.
