对一个节能的热处理炉的基本要求是：有较大的炉底(或炉膛)有效利用面积(或炉膛率)，在此面积(或炉膛)上有均匀的温度场，有较高的装载量;炉内加热元件(或装置)、炉气、炉膛对工件有良好的传热效果，可缩短工件加热时间;较好的保温能力和较少的热损失，有较高的热效率。以上各要求要靠合理地设计炉型、炉衬、加热元件(或装置)等来实现。
炉衬 炉衬在保证炉子的结构强度和耐热度的前提下，应尽量提高保温能力和养活储蓄热。单纯依靠增加炉衬厚度来降低炉外壁温度是不合适的，因为这样做不仅会增加炉衬储蓄热和成本，还相应地减少了炉底面积(或炉膛)的有效利用率。实现炉衬纤维化和轻质化，有很大的节能效果。
耐火纤维炉衬可以采用叠铺或用预制块安装，也可用耐火纤维喷涂。某罩式退火炉在炉衬上喷涂耐火纤维，取得了良好的节能效果，能耗比轻质砖炉衬降低40%。
电热元件布置 电热元件布置对节能有一定影响，其在炉膛内均匀布置可形成温度均匀的有效处理空间。在炉门上安装电热元件，可改善炉前区温度偏低的现象，有时甚至可不设炉口通道，扩大炉前区的使用面积。采用辐射管加热元件有利于炉温均匀和节能。
炉膛结构及强化热交换 炉膛形成一个热交换的系统，在电热元件、炉衬、工件三者之间进行热交换。提高炉膛交换常有如下措施：
合理的炉膛空间，对薄层(单件)布料的炉子，炉膛应扁平，在炉膛顶部、炉底板下部布置电热元件，达到上下两面均匀加热。
在不增大炉膛空间窖的前提下，加大炉内壁的面积，以增大热交换面积，如采用波纹形的炉顶。
采用圆形炉膛，替代箱形炉膛，可强化炉膛对工件均匀传热效果，并减少炉壁散热量。
炉衬内壁涂覆高辐射率涂料。
炉膛内安设风扇，以加强炉气对流传热。特别是化学热处理炉，高速气流可破坏停滞在工件表面阻碍传热和界面反应的炉气边界底层，起到缩短加热时间和加快化学热处理过程的作用。
炉膛密封，包括炉膛内各引出构件、炉壳、炉门等处的密封。炉子密封影响气氛控制、工件品质和能耗。当炉内有96Pa的负压，通过3cm²的孔洞将会吸进10m³/h冷空气，炉门开启0.2m²，热能消耗会增加15%。
深井式炉也应注意炉壳密封，深井炉膛犹如烟囱，当炉膛下部密封不严，就会造成冷空气从炉膛下部缝隙中吸入，从上部溢出热空气，造成炉下区温度偏低，升温缓慢的现象。
在电阻炉内安设强辐射元件，这种结构提高了炉内壁辐射面积，又提高了辐射率，据报导比Rx3型炉节能13%～36%。
