Kylmäkäsittely on eräänlainen metallityö, joka suoritetaan altistamalla metalli tarpeeksi mekaaniselle rasitukselle aiheuttaakseen muovimuodon, pysyvän muutoksen metallin kiteisessä rakenteessa. Se saa nimensä, koska se tehdään metallin uudelleenkiteytymispisteen alapuolella olevissa lämpötiloissa ja muuttaa metallin rakennetta mekaanisen rasituksen eikä lämmön vaikutuksesta. Tekniikka lisää metallin lujuutta ja kovuutta vähentäen samalla sen sitkeyttä. Nykyaikaisessa metalliteollisuudessa käytetään useita erilaisia prosesseja, joita käytetään materiaaleihin, kuten teräs, alumiini ja kupari.
Tämäntyyppinen metallin työstö vahvistaa materiaalia prosessilla, jota kutsutaan työn kovettamiseksi tai venymän kovettamiseksi. Kun metallin mekaaninen rasitus tulee riittävän suureksi, se aiheuttaa pysyviä kristallografisia vikoja, joita kutsutaan dislokaatioiksi, metallin atomien kiderakenteessa. Kun dislokaatioiden määrä kasvaa, uusien muodostuminen tai nykyisten vikojen liikkuminen kiderakenteen läpi on vaikeampaa, mikä tekee metallista entistä kestävämmän. Tämä lisää sen myötölujuutta ja sallii sen kestää suurempaa rasitusta, mutta se myös tarkoittaa, että metalli muuttuu vähemmän taipuisaksi ja että jos metalli altistuu liikaa jännitystä, se murtuu eikä taipu.
Kylmäkäsittely on usein kustannustehokkaampaa kuin metallin työstö lämpökäsittelyn avulla, etenkin suurten volyymien tuotannossa, koska se tuottaa vastaavia parannuksia lujuudessa samalla kun käytetään materiaaleja tehokkaammin ja vähemmän viimeistelyä. Prosessin korkeat alkupääomakustannukset tekevät siitä kuitenkin vähemmän kustannustehokkaan kuin lämpökäsittely pienemmässä mittakaavassa. Kylmämuokatun metallin alhaisempi sitkeys tekee siitä myös huonomman joissakin sovelluksissa. Sen suurempi muodonmuutoskestävyys tekee metallista vähemmän kykeneväksi antamaan voimia metalleille, jotka eivät ole riittävän vahvoja vastustamaan, joten jos metalli altistuu liikaa rasitusta, se voi murtua eikä taipua. Joissakin metallituotannoissa käytetään molempia menetelmiä tuotantoprosessin eri kohdissa halutun laadun saamiseksi metallille.
Kylmätyöhön voidaan käyttää useita erilaisia menetelmiä. Yleisin tyyppi on kylmävalssaus, jossa työstettävä metalli puristetaan pyörivien metallirullien välisten kapeiden rakojen läpi. Rullien liike puristaa materiaalia ja aiheuttaa muodonmuutoksia sen liikkuessa raon läpi. Toinen menetelmä on kylmätaonta, jossa metalli muotoillaan pakottamalla se muottiin puristimella tai vasaralla.