电子束亦发球一种高能密度的热源，它可以毫秒级时间内把金属由室温加热至奥氏体化温度或熔化温度，并借助冷基体的自身热传导，其冷速也可达到10³～10⁶℃/s。如此快的加热和冷却速度就给材料表面改性提供了很好的条件。但电子束流和激光束流的产生原理和物理特性不同。电子束是由电子枪阴极灯丝加热发射的电子形成的高能电子流，经聚集线圈和偏转线圈照射到金属表面，并深入金属表面一定深度，与基体金属的原子核及电子发生相互作用。与激光加热相比较，能量利用率高，加热深度深，电子束对焦和束流偏转容易，操作控制方便，电子束设备功率稳定，输出功率大，最高功率可达150kW，设备运行成本比激光处理便宜一半以上，电子束加热的工件表面不需黑化处理。电子束照射方式，可以是连续的，也可以是脉冲的。电子束加热速度快，淬火组织很细，可以得到细针马氏体、隐晶氏体，甚至超细化组织，这是电子束热处理重要特点之一。电子束淬火一般不需要回火。