齒輪零件在生產中，都需要進行熱處理，可依照使用的需求，透過加熱、保溫和冷卻的方式，達到預期的效果，通常齒輪的熱處理方法有以下幾種。

齒條齒面淬火

常用於中碳鋼和中碳合金鋼，如S45C、紅十字合金鋼等。表面淬火後，齒面硬度一般為HRC40～55。特點是抗疲勞點蝕，耐磨性好。由於齒條內部末淬硬，齒條本體仍保有足夠的韌性，能承受一般的衝擊載荷。

齒輪滲碳淬火

常用於低碳鋼和低碳合金鋼，如白十字合金鋼,綠十字合金鋼等。滲碳淬火後齒面硬度可達56～62HRC，而齒心部仍保持較高的韌性，齒輪鍛件的抗彎強度和齒面接觸強度高，耐磨性較好，常用於受衝擊載荷的重要齒輪傳動。通常齒輪經滲碳淬火後，其變形量較大，應再進行齒面研磨的製程。

齒輪齒面氮化

滲氮是一種表面化學熱處理。滲氮後不需要進行其他熱處理，齒面硬度可達700～900HV。由於滲氮處理後的齒輪硬度高，工藝溫度低，變形小，故適用於內齒輪和難以磨削的齒輪，常用於含鉻、銅、鉛等合金元素的滲氮鋼，如38CrMoAlA。

調質處理

調質一般用於中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr、35SiMn鋼等。調質處理後齒面硬度一般為220～280HBS。因硬度不高，輪齒的精加工可在調質處理後進行。

齒輪回火

回火能消除內應力，細化晶粒，改善力學性能和切削性能。機械強度要求不高的齒輪鍛件可採用中碳鋼回火處理，大直徑的齒輪鍛件可採用鑄鋼回火處理。

由於齒輪零件應用廣泛，以及高速、高性能要求的齒輪日益增多，因此齒面研磨加工有其必要性。
晶傑精機所生產的行星式減速機內部的中心齒，遊星齒皆使用滲炭熱處理後齒面研磨，以確保產品的品質