真空熱處理即真空技術與熱處理兩個專業相結合的綜合技術，是指熱處理工藝的全部和部分是在真空狀態下進行的。真空熱處理廠幾乎可以實現淬火、退火、回火、滲碳、滲鉻、氮化等幾乎所有熱處理工藝。與普通熱處理相比，不氧化、不脫碳、不增碳對工件內部和表面都有很好的保護作用。
氧化使金屬表面失去金屬光澤，表面粗糙度增加，精度下降，并且鋼表面氧化皮往往是造成淬火軟點和淬火開裂的根源，氧化使鋼件強度降低，其他力學性能下降。脫碳是指鋼加熱時表面碳含量下降的現象。
一般情況下，鋼的氧化脫碳同時進行，脫碳層由于被氧化，碳含量降低會明顯降低鋼的淬火硬度、耐磨性、及疲勞性能，高速鋼脫碳會降低紅硬性。
而且真空熱處理由于金屬是在一定的真空度下加熱的，工件避免了與氧的接觸，工件沒有氧化，沒有脫碳，能獲得光亮的表面和良好的熱處理質量，同時在真空狀態下，也不會發生還原反應，也不會發生增碳。熱處理設備技術與模具質量密切相關，這兩種技術在現代化過程中相互促進，共同提高。近年來，國際模具熱處理技術發展迅速的領域是真空熱處理技術、模具表面強化技術和模具材料預硬化技術。
真空熱處理技術是近年來發展起來的一種新型熱處理技術。它的特點是模具制造中迫切需要的，如防止氧化、不脫碳、真空脫氣或脫氣，消除氫脆，從而提高材料的塑性、韌性和疲勞強度。真空加熱緩慢、零件內外溫差小等因素決定了真空熱處理過程中零件變形小。
真空熱處理按其所采用的冷卻介質不同，真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬火。模具主要用于真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件真空加熱的優良特性，冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要，模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。
對于熱處理設備后不再進行機械加工的模具工作面，淬火后盡量采用真空回火，尤其是真空淬火工件，可以提高與表面質量相關的機械性能。例如疲勞，表面光亮，腐蝕等等。模具的智能化包括:明確模具的結構、材料和性能要求:模具加熱過程中溫度場和應力場分布的計算機模擬；模具冷卻過程中溫度場、相變過程和應力場分布的計算機模擬；加熱和冷卻過程的模擬；淬火過程的制定；設備的自動控制技術。