Isı şok ısıl işlemi, malzemenin kısa bir süre içinde çok hızlı bir şekilde yüksek bir sıcaklıktan düşük bir sıcaklığa ya da tersi şekilde düşük bir sıcaklıktan yüksek bir sıcaklığa maruz bırakılması işlemidir. Bu işlem, malzemenin iç yapısal gerilimlerini, mikro yapısını ve mekanik özelliklerini değiştirmek amacıyla kullanılır. Özellikle termal şok etkileri yaratılarak malzemenin dayanıklılığı ve performansı artırılmak istenir.
Isı şok işlemi, genellikle malzemelerin dayanıklılıklarını test etmek, aşırı sıcaklık değişimlerine karşı dirençlerini artırmak ve belirli ürünlerde daha uzun kullanım ömrü elde etmek amacıyla yapılır.