①脫脂
　　工件在熱處理之前，由于鋼料加工或壓力成型，往往在表面粘有油污。粘附在金屬表面的油脂、潤滑劑等蒸氣壓較高，在真空加熱時，自行發揮或分解成水，氫氣和一氧化碳等氣體，并被真空泵抽走，與不同金屬表面產生化學反應，得到無氧化、無腐蝕的非常光潔的表面。不過，生產中工作一般仍要進行預先脫脂處理，以減輕油污對于真空系統的污染。
　　②除氣
　　金屬在熔煉時，液態金屬要吸收H2、O2、N2、CO等氣體，由于冷卻速度確認太快，這些氣體留在固體金屬中，生成氣孔及白點等各種冶金缺陷，使材料的電阻、磁導率、硬度、強度、塑性、韌性等性能受到影響，根據氣體在金屬中溶解度，與周圍環境的分壓平方根成正比的關系，分壓越小即真空度越高，越可減少氣體在金屬中的溶解度，釋放出來的氣體被真空泵抽走。
　　③分解氧化物
　　金屬表面的氧化膜、銹蝕、氧化物、氫化物在真空加熱時被還原、分解或揮發而消失，使金屬表面光潔。鋼件真空度達0.133~13.3Pa即可達到表面凈化效果。金屬表面凈化后，活性增強，有利于C、N、B等原子吸收，使得化學熱處理速度增快且成分均勻。當真空度足夠，氧的分壓低于氧化物分解壓力時，可以使表面已經形成的氧化物發生分解而被去除，獲得光亮的表面。
　　④表面保護
　　真空熱處理實質上是在極稀薄的氣氛中進行，爐內殘存的微量氣體不足以被處理的金屬材料產生氧化脫碳、增碳等作用。使金屬材料表面的化學成分和原來的光亮度保持不變。