Trong phương pháp hàn này hỗn hợp bột oxit kim loại và bột nhôm được đốt cháy bằng một phản ứng khởi động mà không cần làm nóng từ bên ngoài. Phản ứng nhiệt nhôm sinh ra tỏa nhiệt rất cao khử oxit kim loại và làm nóng chảy chúng kim loại nóng chảy sẽ điền đầy khe hàn.

Quá trình hàn nhiệt nhôm cấp bằng sáng chế vào năm 1898 và được sử dụng rộng rãi trong các năm sau để hàn đường sắt. Người ta thường sử dụng các phản ứng này là hàn của đường sắt tại chỗ, hữu ích cho việc cài đặt phức tạp hoặc sửa chữa tại chỗ mà không thể được thực hiện bằng cách sử dụng cách hàn đường sắt liền.