Proces normalizacije čelika razlikuje se od procesa žarenja čelika u smislu temperature zagrijavanja i brzine hlađenja. U procesu normalizacije, čelik se zagrijava na mnogo višu temperaturu, a zatim se uklanja iz peći radi hlađenja zrakom. U poređenju sa žarenjem, temperatura grijanja je niža, a brzina hlađenja u peći je znatno niža. Zbog bržeg hlađenja tokom normalizacije, čelik ima veću čvrstoću i tvrdoću u odnosu na čelik koji je žario
Ne postoji značajna razlika između žarenja i normalizacije na duktilnost mekog čelika. Vlačna čvrstoća i granica tečenja normaliziranih čelika su veći od onih kod žarenih čelika, osim u slučaju mekih čelika.
Kao iu slučaju žarenja, normalizacija također dovodi do stvaranja ferita, karburita i lamelarnog perlita. Međutim, pri normalizaciji, transformacija austenita se događa na mnogo nižoj temperaturi u odnosu na žarenje zbog veće brzine hlađenja. Zbog toga je perlit produkt transformacije finiji, a međuslojno razmak između dvije susjedne karburitne ploče je manji.
Glavna razlika između potpuno žarenih i normaliziranih dijelova je u tome što je mekoća (i obradivost) potpuno žarenog dijela ujednačena u cijelom dijelu jer je cijeli dio izložen kontroliranom hlađenju peći. Kod standardiziranih dijelova, hlađenje nije ravnomjerno, ovisno o geometriji dijela, što rezultira neujednačenim svojstvima materijala u cijelom dijelu.
Normalizacija eliminiše unutrašnja naprezanja izazvana hladnom obradom, a rast zrna je ograničen relativno velikom brzinom hlađenja, tako da su mehanička svojstva (čvrstoća i tvrdoća) normalizovanog čelika superiornija od onih kod žarenog čelika.
Kvalitet obrađene površine normalizovanih delova je takođe superiorniji od kvaliteta žarenih delova. Ovaj efekat je uzrokovan povećanom duktilnošću žarenog čelika, što pogoduje stvaranju kidanja na obrađenoj površini.
