金屬深冷處理是將被處理工件置于特定的、可控的低溫環境中，使材料的微觀組織結構產生變化，從而達到提高或改善材料性能的一種新技術。被處理材料在低溫環境下由于微觀組織結構發生了改變，在宏觀上表現為材料的耐磨性，尺寸穩定性，抗拉強度，殘余應力等方面的提高，國內外學者對此開展了很多相關研究。隨著深冷技術的發展和試驗手段的完善，人們對深冷處理的研究逐步深入，材料除涉及鋼鐵材料外，現已延伸到粉末冶金、銅合金、鋁合金及其它非金屬材料（如塑料、尼龍等）。
主要是通過改變材料的微觀結構，從而提高其綜合性能，充分發揮材料的潛能。經深冷處理的工件在低溫環境下發生微觀組織結構的變化，在宏觀上表現為材料的耐磨性，尺寸穩定性，沖擊韌性，抗拉強度等力學性能的改善。對于深冷處理的轉變機理問題，現在還處在研究階段，目前對工模具鋼等黑色金屬的深冷處理轉變機理的研究較多，而對有色金屬及非金屬材料的深冷轉變機理研究相對較少。對于深冷處理的轉變機理，還有待進一步研究。
金屬深冷處理對工具鋼，模具鋼及少具鋼等黑色金屬的深冷處理的轉變機理，目前研究者們普遍認為，深冷處理能使剛中奧氏體進一步轉變為馬氏體，并能改善和消除鋼中殘余應力的分布，在基體中析出更多細小的超微細碳化物，從而起到彌散強化的作用，提高了材料的強韌性。這是由于在深冷處理過程中，低溫下（M點以下下，鋼中的殘余奧氏體發生分解，轉變為馬氏體，可提高材料的硬度及強度；同時，在深冷低溫下，出于體積收縮，鐵的品格常數有縮小的趨勢，從而加強了碳原子析出的驅動力，但在低溫下原子擴散更為困難，擴散距離更短，于是在馬氏體基體上析出了大量彌散分布的超微細碳化物。
