熱成型彈簧鋼的熱處理是採用形變熱處理工藝，將鋼材加熱到熱加工溫度後，進行大形變數熱軋，再趁熱成型。當鋼的溫度下降達到830~870℃的淬火溫度時進行油冷淬火，冷至100~150℃時再加熱到400~550℃進行中溫回火，獲得回火屈氏體組織。
回火溫度的確定應考慮彈性參數和韌性參數的平衡，即既保證足夠的彈性又要保證一定的韌性。若回火溫度過低，雖然彈性參數提高，但韌性太差，偶然的衝擊或應力集中，彈簧便會發生斷裂；反之，若回火溫度過高，雖然韌性較高，但彈性太差，偶然的衝擊載荷可能引起彈簧的永久形變。
彈簧鋼也可以採用等溫淬火，使鋼在恆溫下轉變為下貝氏體，可以提高鋼的韌性和多次衝擊抗力。如果在等溫淬火後再在等溫溫度做補充回火，則能進一步提高鋼的彈性極限和延遲斷裂抗力。等溫淬火的另一個優點是可以降低淬火應力而減小形變。彈簧熱加工和熱處理加熱時要特別注意儘可能防止表面脫碳，如採用鹽浴爐快速加熱或在保護氣氛中加熱。表面脫碳將嚴重地損害彈簧的疲勞強度，影響其使用壽命。彈簧回火在低溫回火脆性區以上溫度和高溫回火脆性區的下限溫度進行的。回火後要快冷，以避免高溫回火脆化。
彈簧在熱處理後通常還要進行噴丸處理，使表面強化並在表面產生殘留壓應力，以提高疲勞強度。
