金属经冷加工塑性变形后，内部晶粒破碎，晶格畸变，存在残余内应力，因此是不稳定的。它有向稳定状态发展的自发趋势，但在常温下原子的扩散能力很弱，变化很难进行。将冷变形的金属进行加热，使原子动能增加，促使其发生变化，使金属恢复冷加工前的性能。

金属退火的过程，可分为以下三个阶段：

1. 晶格回复阶段

当加热温度不高（低于最低再结晶温度）时，原子扩散能力尚低，虽有微小扩散，却不会引起组织变化。但由于原子有了微小的扩散，能使晶格畸变程度大为减轻，从而使内应力大大下降，导电性及耐腐性等均有显著提高。机械性能变化不大。这个阶段称为回复阶段，也叫去应力退火。

2.再结晶阶段

冷变形金属加热到较高温度时，将形成一些晶格方位与变形晶粒不同，内部缺陷较小的等轴（各方向直径大致相同）小晶粒，这些小晶粒不断向周围的变形组织中扩展长大，直到金属的冷变形组织全部消失为止。这个过程称为金属的再结晶。冷变形金属经过再结晶，由于冷变形而产生的晶格畸变等缺陷及内应力完全消除，因而强度下降，导电率提高，塑性和韧性增加。冷加工硬化状态得到彻底改善。

再结晶过程中，金属的晶格类型不发生变化，即并未形成新相，故不是相变过程。

3.再结晶后的晶粒成长阶段

冷变形金属在刚完成再结晶过程中，一般都能获得细小而均匀的晶粒。随着加热温度的提高或延长保温时间，再结晶后的晶粒还要互相吞并而长大，使晶粒变粗，机械性能变坏这个过程称为聚集再结晶。这种粗晶粒金属的强度和塑性均下降。所以，过高的加热温度或过长的保温时间，均能引起“过热”或“过烧”。

退火时保温时间的长短，应能使整个金属体积内的再结晶过程得以充分进行，它与加热温度、金属材料的体积和加热方式等相关。没有确定的统一临界点，一般认为 90min即可。

铜和铝线退火后的冷却速度，一般认为对产品性能基本上没有影响，因而可以采用水冷、风冷或空气自然冷却等方式。

由于铜的表面氧化物较疏松，可以不断地氧化，因此铜线退火必须在无氧的环境下进行。可以抽真空或充不含硫的保护气体（惰性、中性气体）。