细晶强化是一种通过细化晶粒来提高金属材料的力学性能的方法。具体来说，当晶粒尺寸减小，单位体积内的晶粒数目增多，参与变形的晶粒数目也随之增多，导致变形更加均匀。这样，在断裂前可以发生较大的塑性变形，从而同时提高金属的强度和塑性。
细晶强化的机制主要归因于晶界对位错滑移的阻滞效应。在多晶体金属中，位错运动必须克服晶界的阻力，因为晶界两侧位错的取向不同，导致滑移的位错不能直接穿越晶界进入相邻的晶粒，只能在晶界处塞积大量的位错后引起应力集中，才能激发相邻晶粒中已有位错的运动产生滑移。因此，晶粒越细，材料的强度就越高。
细晶强化的强化规律遵循霍尔-佩奇关系式，即晶粒的平均直径越小，材料的屈服强度就越高。工业上可以通过增加过冷度、变质处理、振动及搅拌等方法来细化晶粒，从而提高材料的强度。
需要注意的是，虽然细晶强化可以提高材料的强度和硬度，但可能会略微降低材料的塑性和韧性。