在金属淬火过程中，当淬火应力超过材料自身的强度极限且无法进行塑性变形时，裂纹就会出现。裂纹通常在马氏体转变启动不久后产生，其分布并不规则，常见于工件的尖锐边缘和截面突然变薄的部位。
在微观观察中，淬火裂纹可能表现为沿晶裂纹，也可能为穿晶裂纹。裂纹形态各异，有的呈现出放射状，有的则表现为单独的线条或网状分布。由马氏体转变区快速冷却导致的裂纹，通常是穿晶的，裂纹路径直且无分支。而由于过高的淬火加热温度引发的裂纹，则沿晶分布，尾端尖锐，显示出过热迹象：在结构钢中，可以看到粗大的针状马氏体；在工具钢中，可能会有共晶或角状碳化物的存在。
对于表面脱碳的高碳钢工件，淬火后容易形成网状裂纹。这是因为表面脱碳层在淬火冷却过程中，由于体积膨胀小于未脱碳的中心部分，使得表面材料在中心部分膨胀压力的作用下被拉伸，从而形成网状裂纹结构。
淬火裂纹是指在淬火过程中或在淬火后的室温放置过程中产生的裂纹。后者又叫时效裂纹。造成淬火开裂的原因很多，在分析淬火裂纹时，应根据裂纹特征加以区分。