退火的一個最主要工藝參數(shù)是最高加熱溫度（退火溫度），大多數(shù)合金的退火加熱溫度的選擇是以該合金系的相圖為基礎(chǔ)的,如碳素鋼以鐵碳平衡圖為基礎(chǔ)。各種鋼(包括碳素鋼及合金鋼)的退火溫度，視具體退火目的的不同而在各該鋼種的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一溫度。各種非鐵合金的退火溫度則在各該合金的固相線溫度以下、固溶度線溫度以上或以下的某一溫度。
退火爐重結(jié)晶退火應用于平衡加熱和冷卻時有固態(tài)相變(重結(jié)晶)發(fā)生的合金，其退火溫度為各該合金的相變溫度區(qū)間以上或以內(nèi)的某一溫度，加熱和冷卻都是緩慢的。合金于加熱和冷卻過程中各發(fā)生一次相變重結(jié)晶，故稱為重結(jié)晶退火，常被簡稱為退火。
這種退火方法相當普遍地應用于鋼。鋼的重結(jié)晶退火工藝是:緩慢加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1（共析鋼或過共析鋼）以上30～50℃，保持適當時間，然后緩慢冷卻下來。通過加熱過程中發(fā)生的珠光體（或者還有先共析的鐵素體或滲碳體）轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體（第一回相變重結(jié)晶）以及冷卻過程中發(fā)生的與此相反的第二回相變重結(jié)晶，形成晶粒較細、片層較厚、組織均勻的珠光體(或者還有先共析鐵素體或滲碳體)。退火溫度在Ac3以上（亞共析鋼）使鋼發(fā)生完全的重結(jié)晶者，稱為完全退火，退火溫度在Ac1與Ac3之間 (亞共析鋼)或Ac1與Acm之間（過共析鋼）,使退火爐鋼發(fā)生部分的重結(jié)晶者,稱為不完全退火。
前者主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛軋件、焊件，以消除組織缺陷（如魏氏組織、帶狀組織等），使組織變細和變均勻，以提高鋼件的塑性和韌性。后者主要用于中碳和高碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛軋件。此種鍛、軋件若鍛、軋后的冷卻速度較大時，形成的珠光體較細、硬度較高；若停鍛、停軋溫度過低，鋼件中還有大的內(nèi)應力。此時可用不完全退火代替完全退火，使珠光體發(fā)生重結(jié)晶,晶粒變細，同時也降低硬度，消除內(nèi)應力,改善被切削性。此外,退火溫度在Ac1與Acm之間的過共析鋼球化退火,也是不完全退火。
退火爐重結(jié)晶退火也用于非鐵合金，例如鈦合金于加熱和冷卻時發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，低溫為 α相(密排六方結(jié)構(gòu))，高溫為 β相（體心立方結(jié)構(gòu)），其中間是“α＋β”兩相區(qū)，即相變溫度區(qū)間。為了得到接近平衡的室溫穩(wěn)定組織和細化晶粒，也進行重結(jié)晶退火，即緩慢加熱到高于相變溫度區(qū)間不多的溫度，保溫適當時間，使合金轉(zhuǎn)變?yōu)?beta;相的細小晶粒；然后緩慢冷卻下來，使β相再轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;相或α＋β兩相的細小晶粒。