Удаление окалины, старой краски, ржавчины, масел и других загрязнений с поверхности можно проводить термическим способом. Например, путем нагревания изделия пламенем газокислородной горелки (огневая зачистка), электрической дуги (воздушно - электродуговая зачистка) или отжига в печах при наличии окислительной (воздушной) или восстановительной среды.

При огневой и воздушно-электродуговой зачистке металл (стальные слитки, слябы, блюмы) быстро нагревают до 1300–1400°С, при этом загрязненный поверхностный слой сгорает и частично оплавляется. Его механически удаляют, а металл охлаждают.

Отжиг в восстановительной (защитной) атмосфере применяют при подготовке поверхности рулонного металла. Стальной прокат нагревают в атмосфере азото-водородной смеси, содержащей, например 93% N2 и 7% Н2 до 650-700°С . Присутствующие на поверхности следы смазки возгоняются, а оксиды железа восстанавливаются до металлического железа.

Термическое удаление органических загрязнений (старые покрытия, жировые и масляные отложения) проводят в окислительной (воздушной) среде. Большинство органических веществ возгоняется, разлагается или горит при нагревании до 450-500°С. Но, во избежание образования кокса, изделия отжигают при более высоких температурах (600-800°С). Отжиг ведут в огневых конвективных или терморадиационных (открытых или муфельных) печах, снабженных вентиляцией; применяют и газовые или керосиново-кислородные горелки. Эти способы очистки (термические) экономичны и производительны, но во избежание коробления и деформации металла они применяются, в основном, для изделий с толщиной стенки не менее 5 мм. Обычно термическая обработка требует последующей дополнительной механической или химической очистки.