等温正火是将普通碳钢材加热奥氏体化，加热温度及保温时间与普通正火相同。保温完了后钢材冷至S曲线鼻部(孕育期最短，温度约为550~600℃)，等温保持，使过冷奥氏体在此温度范围内转变完毕，得到较细(相对于等温退火而言) 的珠光体组织，然后空冷，以获得较好的加工性能和力学性能的热处理工艺。等温正火比普通等温退火所用的工艺周期较短，所得组织也较均匀。

等温正火工艺示意图如下：