作用机理比较复杂，可归纳以下几个方面：
（1）阻碍晶粒奥氏体晶粒长大，细化晶粒；
（2）提高淬透性 （Co除外）；
（3）提高回火稳定性，防止回火脆性；
（4）提高钢的使用性能，使之具有耐热、抗腐蚀、高耐磨等特殊的性能；
（5）提高钢的强韧性。金属材料的强化是通过阻碍位错的移动来实现的，主要方法有：
 固溶强化，提高强度和硬度。
 细晶强化，提高强韧性
 位错强化，位错密度增加，提高强度
 弥散强化（第二相强化），细小均匀的第二相硬质点分布在基体上，阻碍位错移动面强化。
加工硬化，金属产生塑性变形后位错密度增加，晶料变得细碎，使金属的强度硬度提高。
大多数的合金元素较好利用了上述前四种强化机制。如合金钢淬火时，形成马氏体，马氏体中含较高的位错密度，马氏体的形成分割了A的晶粒，使之细小，马氏体中碳的过饱和产生固溶强化，回火时析出的碳化物颗粒又产生弥散强化，等等。