Spannungsarmglühen erfolgt mit dem Zweck, im Werkstück innere Spannungen abzubauen. Bei zahlreichen Vorgängen wie dem Schweißen, Walzen, Gießen oder anderer thermischer Verfahren kann es zu ungleichmäßiger Abkühlung der Werkstückgeometrie und somit zu inneren Spannungen im Werkstück kommen.

Ohne diesen Fertigungsschritt würden bei der Weiterverarbeitung und bei nachfolgenden Wärmebehandlungen sich solche Spannungen lösen und zu geometrischen Abweichungen aufgrund von Verzug führen.

Spannungsarmglühen wird bei Stahl meist in einem Temperaturbereich von 550 bis 650 °C durchgeführt, wobei der Werkstoff den Spannungen entsprechend plastisch zu fließen beginnt.
Die Eigenspannungen können dabei maximal bis auf knapp unterhalb der Warmdehngrenze R_p bei Glühtemperatur (also 550-600°C) vermindert werden.

Die Spannungen werden jedoch nicht vollständig abgebaut (daher die Bezeichnung Spannungsarmglühen). Durch das Glühen werden Streckgrenze und maximale Zugfestigkeit temporär (d.h. für die Dauer der Erwärmung) herabgesetzt, was den Werkstoff entsprechend den Spannungen zu plastischem Fließen zwingt. Zurück bleiben Spannungen bis zur Größe der Streckgrenze.

Ziel des Spannungsarmglühens ist Werkstücke maßhaltiger bearbeiten zu können oder ihre Lebensdauer zu erhöhen.