表面熱處理分為兩大類，一類是表面淬火回火熱處理，另一類是化學熱處理，其硬度檢驗方法如下：
1、表面淬火回火熱處理
表面淬火回火熱處理通常用感應加熱或火焰加熱的方式進行。主要技術參數是表面硬度、局部硬度和有效硬化層深度。硬度檢測可採用維氏硬度計，也可採用洛氏或表面洛氏硬度計。試驗力（標尺）的選擇與有效硬化層深度和工件表面硬度有關。這裡涉及到三種硬度計。
維氏硬度計是測試熱處理工件表面硬度的重要手段，它可選用0.5～100kg的試驗力，測試薄至0.05mm厚的表面硬化層，它的精度是最高的，可分辨出熱處理工件表面硬度的微小差別。另外，有效硬化層深度也要由維氏硬度計來檢測，所以，對於進行表面熱處理加工或大量使用表面熱處理工件的單位，配備一台維氏硬度計是有必要的。
表面洛氏硬度計也是十分適於測試表面淬火工件硬度的，表面洛氏硬度計有三種標尺可以選擇。可以測試有效硬化深度超過0.1mm的各種表面硬化工件。儘管表面洛氏硬度計的精度沒有維氏硬度計高，但是作為熱處理工廠質量管理和合格檢查的檢測手段，已經能夠滿足要求。況且它還具有操作簡單、使用方便、價格較低，測量迅速、可直接讀取硬度值等特點，利用表面洛氏硬度計可對成批的表面熱處理工件進行快速無損的逐件檢測。這一點對於金屬加工和機械製造工廠具有重要意義。
當表面熱處理硬化層較厚時，也可採用洛氏硬度計。當熱處理硬化層厚度在0.4～0.8mm時，可採用HRA標尺，當硬化層厚度超過0.8mm時，可採用HRC標尺。
維氏、洛氏和表面洛氏三種硬度值可以方便地進行相互換算，轉換成標準、圖紙或用戶需要的硬度值。相應的換算表在國際標準ISO、美國標準ASTM和中國標準GB/T中都已給出。在瀋陽天星網站的技術資料欄目中這三種換算表都可以找到。
2、化學熱處理
化學熱處理是使工件表面滲入一種或幾種化學元素的原子，從而改變工件表面的化學成分、組織和性能。經淬火和低溫回火后，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度，而工件的芯部又具有高的強韌性。
化學熱處理工件的主要技術參數是硬化層深度和表面硬度。硬化層深度還是要用維氏硬度計來檢測。檢測從工件表面到硬度降到50HRC那一點的距離。這就是有效硬化深度。
化學熱處理工件的表面硬度檢測與表面淬火熱處理工件的硬度檢測相近，都可以用維氏硬度計、表面洛氏硬度計或洛氏硬度計來檢測，只是滲氮厚的厚度較薄，一般不大於0.7mm，這時就不能再採用洛氏硬度計了。
3、局部熱處理
零件如果局部硬度要求較高，可用感應加熱等方式進行局部淬火熱處理，這樣的零件通常要在圖紙上標出局部淬火熱處理的位置和局部硬度值。零件的硬度檢測要在指定區域內進行。硬度檢測儀器可採用洛氏硬度計，測試HRC硬度值，如熱處理硬化層較淺，可採用表面洛氏硬度計，測試HRN硬度值。
