Ako chemicko-tepelné spracovanie sa označujú spôsoby difúzneho nasycovania
povrchu ocele rôznymi prvkami (kovy aj nekovy) pri zvýšenej teplote, s cieľom dosiahnuť rozdielne mechanické alebo fyzikálno-chemické vlastnosti povrchu a jadra súčiastky. Na rozdiel od povrchového kalenia (zmena štruktúry povrchu tepelným spracovaním pri nezmenenom chemickom zložení) je základom chemicko-tepelného spracovania zmena chemického zloženia povrchovej vrstvy. Cieľom chemicko-tepelného spracovania býva zvýšenie tvrdosti a odolnosti povrchu voči opotrebovaniu a zachovanie húževnatého jadra.
Medzi najčastejšie používané postupy sa radí nasycovanie povrchu uhlíkom (nauhličovanie), dusíkom (nitridovanie), uhlíkom aj dusíkom (karbonitridácia).