Удаление различных загрязняющих агентов (красок, лаков, окалины, масел, органических загрязнителей и др.) со сравнительно термически стойких поверхностей можно проводить при помощи временного нагревания до температур, при которых соответствующий загрязнитель выжигается, разлагается или становится механически непрочным в результате термической конверсии ряда его компонентов. Локальное нагревание поверхностей может осуществляться строительным феном, пламенем газокислородной горелки, теплом электрической дуги. Если очищаемая поверхность может быть полностью нагрета (например, если необходимо очистить поверхность транспортабельного металлического изделия), то можно использовать отжиг в печи в присутствии окислительной, инертной или восстановительной атмосферы. Отжиг в восстановительной среде также эффективно используют для предварительной обработки листового металлического проката. Лист или рулон проката помещают в высокотемпературную среду (650-700°С), состоящую из смеси азота (порядка 90-93%) и водорода (соответственно 7-10%). В такой атмосфере поверхностные пленки смазочных составов возгоняются, а оксиды железа восстанавливаются до окислов металлического железа.

Локальная очистка поверхности металла может производится огневым или воздушно-электродуговым способом, при этом температура непосредственно в зоне нагрева может достигать 1400°С, что обеспечит термическую деструкцию поверхностных загрязнений и позволит в дальнейшем произвести качественную механическую очистку.

Присутствующие на поверхностях органические загрязнители (лакокрасочные-покрытия, жировые и масляные пленки и др.) как правило не способны в окислительной среде противостоять температуре порядка 400-500°С: они либо возгораются, либо подвергаются термической конверсии. Нагрев до таких температур влечет за собой, если не полное удаление, то, по крайней мере, снижение механической прочности и адгезионных свойств загрязнителя. Поэтому, например, старые краски после нагревания даже строительным феном или пламенем горелки становятся сравнительно легко отделимы механически от зачищаемой поверхности. Однако при подготовке металлических изделий для предупреждения образования кокса на поверхности предпочтительно вести обработку при более высоких температурах (600-800°С). Такой температурный режим обеспечивается при отжиге в огневых конвективных или терморадиационных вентилируемых печах различного конструктивного исполнения. Также в качестве локальных источников подобных температур используются газовые или керосиново-кислородные горелки.

Такие термические способы очистки высокоэффективны, однако, надо иметь в виду, что это также и весьма энергонапряженные процедуры, способные вызвать термические напряжения в металле и деформации изделия, поэтому их надо с осторожностью использовать, особенно для изделий стенки которых менее 5 мм. После термической обработки, как правило, проводится механическая очистка для обеспечения надлежащего качества поверхностей.