Badanie twardości jest jednym z najważniejszych wskaźników oceny właściwości materiału, a także jedną z najszybszych i najbardziej ekonomicznych metod badania. Jest to powszechnie stosowana metoda badania właściwości mechanicznych, ponieważ może odzwierciedlać różnice w składzie chemicznym, mikrostrukturze i technikach przetwarzania. Jest często używany jako narzędzie monitorowania w różnych branżach.
Na przykład w stali, gdy tworzy się martenzyt, rozpuszczanie przesyconych atomów węgla zwiększa odkształcenie sieci i gęstość dyslokacji, znacznie zmniejszając zdolność do odkształcenia plastycznego. To jest przyczyną dużej twardości martenzytu. Oczywiście im wyższa zawartość węgla, tym większe jest to odkształcenie, a co za tym idzie, wyższa twardość. Po hartowaniu wartość twardości stali o różnej zawartości węgla wykazuje dobrą korelację z ilością martenzytu i zawartością w nim węgla w szerokim zakresie. Twardość stali hartowanej po odpuszczaniu zależy od temperatury odpuszczania i czasu przetrzymywania. Wyższe temperatury odpuszczania i dłuższe czasy przetrzymywania powodują niższą twardość. Dlatego badanie twardości można wykorzystać do badania przemian fazowych w stali oraz do wykrywania skutków obróbki cieplnej stali.
