以很高的能量密度对金属表面进行加热，使表面薄层以极高的速度加热到高温，随后以很快速度进行冷却的热处理方法。是现代化的表面改性方法。主要的高能密度方法有：激光热处理、电子束热处理、脉冲感应加热和太阳能热处理等。