新晶粒不斷長大，直至原來的變形組織完全消失,金屬或合金的性能也發生顯著變化,這一過程稱為再結晶。過程的驅動力也是來自殘存的形變貯能。與金屬中的固態相變類似，再結晶也有轉變孕育期，但再結晶前后，金屬的點陣類型無變化。
再結晶核心一般通過兩種形式產生。其一是原晶界的某一段突然弓出，深入至畸變大的相鄰晶粒，在推進的這部分中形變貯能完全消失，形成新晶核。其二是通過晶界或亞晶界合并，生成一無應變的小區──再結晶核心。四周則由大角度邊界將它與形變且已回復了的基體分開。大角度邊界遷移時，核心長大。核心朝取向差大的形變晶粒長大，故再結晶過程具有方向性特征。再結晶后的顯微組織呈等軸狀晶粒，以保持較低的界面能。