以共析钢为例，其室温下的组织为P（珠光体），加热温度低于A₁时不发生相变。如果加热速度十分缓慢，加热温度达到A₁后P体便转变为A（奥氏体）。实际热处理条件下加热速度不可能十分缓慢，在这种情况下加热温度必须超过A₁才能发生P→A体的过程，此现象叫做过热。加热速度越快，过热程度越大。P体实际过程开始转变为A体得过程。这一过程是由碳含量很高、具有正交晶格的渗碳体和碳含量很低、具有体心立方晶格的铁素体转变为含碳量介于二者之间、具有面心立方晶格的奥视听而完成的。因此，奥氏体的形成过程就是铁晶格的改组和铁、碳原子的扩散重新分布过程。

奥氏体的形成过程由下列四个基本过程组成：奥氏体的形成、奥氏体长大、剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化。

亚共析钢和过共析钢中奥氏体的形成过程，基本与共析钢相同，但具有过剩相转变和溶解的特点。

亚共析钢在室温平衡状态下的组织为珠光体和先共析铁素体。当缓慢加热到A_c1时，珠光体转变为奥氏体；若进一步提高加热温度和延长保温时间，则先共析铁素体亦逐渐转变为奥氏体。在温度超过A_c3时（A_c3为亚共析钢实际加热时，所以铁素体均转变为奥氏体温度），先共析铁素体完全消失，全部组织为较细的奥氏体晶粒。若继续提高加热温度或延长保温时间，奥氏体晶粒将长大。

过共析钢在室温平衡状态下的组织为珠光体和先共析渗碳体，其中先共析渗碳体（也叫做二次渗碳体）往往呈网状分布。当缓慢加热到A_c1时，珠光体转变为奥氏体；若进一步提高加热温度和延长保温时间，先共析渗碳体将逐渐溶入奥氏体中。在温度超过A_ccm时（A_ccm为过共析钢实际加热时，所有渗碳体完全溶入奥氏体的温度），先共析渗碳体完全溶解，全部组织为奥氏体，此时奥氏体晶粒已经粗化。