Zasada przeprowadzania wyżarzania symulowanego została zaczerpnięta z metalurgii: kawałek metalu jest ogrzewany (atomy są wzbudzone termicznie), a następnie pozostawiany do powolnego ostygnięcia. Powolne i regularne chłodzenie się metalu pozwala atomom na obniżenie poziomu swej energii do momentu znalezienia się w stanie metastabilnym (o minimalnej energii). (Gwałtowne ochłodzenie zamroziłoby je na przypadkowych pozycjach, na których aktualnie by się znajdowały). Otrzymana w rezultacie struktura metalu jest silniejsza i bardziej stabilna. Poprzez symulowanie procesu wyżarzania za pomocą programu komputerowego jesteśmy w stanie znaleźć rozwiązania trudnych i złożonych zadań. Zamiast minimalizowania energii bloku metalu (czy maksymalizowania jego wytrzymałości) program od ręki minimalizuje lub maksymalizuje funkcje celu związane z problemem.