Sự làm cứng nguội là sự tăng độ bền của một kim loại bằng biến dạng dẻo. Sự gia tăng độ bền này xảy ra do sự di chuyển của các sai lệch mạng bên trong cấu trúc tinh thể của vật liệu. Các vật liệu có điểm nóng chảy tương đối cao như các kim loại và hợp kim có thể tăng độ bền theo cách này. Các hợp kim không qua nhiệt luyện, gồm cả thép ít carbon, thường được làm cứng nguội. Một số vật liệu không thể làm cứng nguội tại nhiệt độ thường như Indium, trong khi một số khác chỉ có thể tăng độ bền bằng làm cứng nguội như đồng hay nhôm nguyên chất.
Sự làm cứng nguội tùy vào hoàn cảnh có thể là có chủ đích hoặc không mong muốn. Công nghệ làm cứng nguội có thể được chia ra làm bốn dạng: kéo, nén, uốn và trượt.