表面热处理的热源能量密度较大，工件的加热速度远比一般炉中加热要快。快速加热对相变温度、相变动力学及形成的组织都有很大影响。
1、快速加热对相变临界点的影响 
对钢制零件，提高加热速度将使奥氏体转变的开始线（Ac1）和终了线（Ac3、Acm）升高，而且对Ac3、Acm的影响比Ac1大。这是因为加热时相变的进行受扩散的限制，亚共析钢的自由铁素体全部转变为奥氏体以及过共析钢的渗碳体全部溶入奥氏体都需要碳的扩散。由于加热速度越快，在每一相应温度下的停留时间就越短，因此为使转变完成，须提高温度。
2、对奥氏体均匀化的影响 
由于快速加热条件下碳及合金元素来不及充分扩散，因此形成的奥氏体是不均匀的，包括原珠光体中碳含量高的渗碳体片和碳含量低的铁素体之间的小范围不均匀，自由铁素体形成的低碳奥氏体与珠光体形成的高碳奥氏体之间的较大范围的不均匀，以及合金钢中合金元素聚集在原碳化物处的不均匀现象。为使奥氏体均匀化，对表面淬火的工件多采用调质或正火预热处理。
由于合金钢中的碳化物溶解及合金元素的扩散较慢，在此情况下合金元素很难发挥作用，因此合金工具钢很少采用表面淬火。
3、对奥氏体晶粒大小的影响 
加热速度升高，奥氏体起始晶粒变细，且不易长大，因此使奥氏体晶粒细化；又由于热应力和组织应力的作用，晶粒内存在许多亚结构，因此淬火后的马氏体为细小的隐晶马氏体。
4、对冷却时相变的影响 
由于快速加热后奥氏体不均匀，降低了过冷奥氏体的稳定性，因此为保证工件淬硬，一般选用水为淬火介质（低合金钢工件及形状复杂的工件也可用聚乙烯醇水溶液、乳化液及油）；奥氏体中碳含量低的区域马氏体转变温度高，淬火后形成低碳板条马氏体且易发生自回火；反之，形成高碳马氏体。两者在金相试样上被腐蚀后分别呈黑色和白色。
5、对回火的影响 
表面淬火得到的马氏体虽硬度高但较易回火，因此在炉中回火时，温度应比整体淬火者稍低；而感应淬火后自行回火或感应加热回火时，由于加热时间短，回火温度应稍高一些。