電火花加工過程中，在火花放電的瞬時高溫和工作液的快速冷卻作用下，材料的表面層發生了很大的變化，粗略地可把它分為熔化凝固層和熱影響層。

（1）熔化凝固層  它位于工件表面最上層，當放電時，高溫熔化放電點局部金屬，其中大部分被拋出，而少部分殘留下來，受到工件液快速冷卻而凝固。對于碳鋼來說，熔化層在金相照片上呈白色，故又稱白層，它與基體金屬完全不同，是一種樹枝狀的淬火鑄造組織，與內層的結合也不牢固。它由馬氏體及大量晶粒極細的殘余奧氏體和某些碳化物組成。用顯微氏硬度計測其硬度，一般高于1000。

熔化凝固層的厚度隨脈沖能量的增大而變厚，一般不超過0.1mm。單個脈沖量一定時，脈寬愈窄，熔化凝固層愈薄，因為大部分金屬不是在熔化而是在汽化狀態下被拋出蝕除，不再殘留在工件表面。

（2）熱影響層  它介于熔化層和基體之間。熱影響層的金屬材料并沒有熔化，它只是受到高溫的影響，使材料的金相組織發生了變化，它和基體材料之間并沒有明顯的界限。由于溫度場分布和冷卻速度的不同，對淬火鋼，熱影響層包括再淬火區。因此，淬火鋼的熱影響層厚度比未淬火鋼大。

熱影響層中靠近熔化凝固層部分，由于受到高溫作用并迅速冷卻，形成淬火區，與之相對應形成硬化層，其厚度與條件有關，一般為2～3倍的微觀輪廓平面度最大R_max值。對淬火鋼，與淬火層相鄰的部分受到溫度的影響而形成高溫、低溫回火區，回火區的厚度約為微觀輪廓平面度最大R_max值的3～4倍。脈沖寬度越寬，向內傳的熱量就越多，熱影響層也越厚。