Çelik temperleme ısıl işlemi, çeliğin sertleştirme işleminden sonra belirli bir sıcaklığa kadar kontrollü bir şekilde ısıtılması ve ardından yavaşça soğutulması işlemidir. Bu işlem, sertleştirilmiş çeliğin gevrekliğini azaltarak tokluğunu artırmak, iç gerilmeleri minimize etmek ve istenen mekanik özellikleri elde etmek için uygulanır.
Sertleştirme işleminden sonra çelik, çok sert ve kırılgan bir yapıya sahip olabilir. Temperleme işlemi, bu kırılganlığı azaltarak malzemenin daha dayanıklı ve işlenebilir hale gelmesini sağlar.