Les traitements thermochimiques sont des opérations mettant en œuvre des réactions chimiques en relation avec la température et conduisant à des mécanismes de réaction superficielle avec un milieu réactif, ou donneur, et de diffusion de un (ou plusieurs) élément(s) en profondeur.
Pour durcir le métal, il existe d'autres méthodes telles que la cémentation, la carbonitruration, nitruration ou encore la nitrocarburation.
Certaines opérations complémentaires sont d'ailleurs réalisées à basse température, jusqu'à -150 degrés, avec de l'azote liquide dans des cellules cryogéniques.