Värmebehandlingsugnarna värmer materialet enligt ett visst "temperaturprogram" (se värmebehandling), så att materialets struktur och egenskaper förändras på önskat sätt. Ugnarna kan vara utförda som skyddsgasugnar (innehållande skyddsgas) för att förhindra till exempel avkolning eller med speciell skyddsgas, som till exempel ger uppkolning av ämnesytan.
Värmebehandlingsugnarna arbetar med lägre temperaturnivåer än värmugnarna. Normala temperaturnivåer är 200°C till 1100°C. Ugnarna kan vara kontinuerliga med utförande liknande värmugnarna, men där transporten ofta sker med hjälp av vattenkylda rullar genom ugnen, eller satsvisa ( t ex vagnugnar, klockugnar)
För speciella processer används ibland också en ugnstyp som är vakuumtät. Sedan chargen har lagts in i ugnen evakuerar man den ursprungliga ugnsatmosfären. Vissa komponenter kan då avgå i gasform från chargen.
Övervägande delen av värmebehandlingsugnarna är elvärmda eftersom de ej avger avgaser, har högre verkningsgrad, lägre ugnsslitage, enklare reglering och övervakning. Inom varje grupp finns en mängd olika utförande på ugnarna.