通常，工作溫度在150℃以上使用的軸承稱為高溫軸承。由於鉻軸承鋼在使用溫度超過150℃~C時，其硬度將急劇下降，尺寸不穩定，並導致軸承無法正常工作。所以對於工作溫度在150℃~E～250℃條件下工作的軸承，若套圈和滾動體仍選用普通高碳鉻軸承鋼製造，則必須對軸承零件進行特殊的回火處理，一般應高於工作溫度50℃下進行回火。經過按上述要求回火處理的軸承鋼，能在工作溫度下正常使用。但因回火后硬度有所下降，軸承壽命有所降低。當軸承工作溫度高於250℃時，則必須採用耐高溫的軸承鋼製造。
高溫軸承鋼除應具有一般軸承鋼的性能外，還應具有一定的高溫硬度和高溫耐磨性、高溫接觸疲勞強度、抗氧化性能、高溫耐衝擊性能和高溫尺寸穩定性。常用的高溫軸承鋼有：
鉬系鋼：Cr4M04V、Crl5M04、9Crl8Mo、Crl4M04；
鎢系鋼：W9Cr4V2Mo、W18Cr4V；
鎢鉬系：W6MoSCr4V2。
高溫軸承鋼W、Cr、V、Mo等能形成高溫下難溶的碳化物，並且在回火時能夠析出彌散分佈碳化物，產生二次硬化效應，使這類鋼在一定溫度下仍具有較高的硬度、耐磨性、較強的抗氧化性能、較高的耐疲勞性和尺寸穩定性。高溫軸承鋼其中以Cr4M04V和W18Cr4V最為常用。
對於結構複雜，又需承受強大衝擊載荷的軸承，可採用高溫滲碳鋼製造。12Cr2Ni3M05是一種性能較好的高溫滲碳軸承鋼，因其含碳量低(0.15％左右)，不存在碳化物不均勻的缺點，退火硬度低，切削性能好，具有較高的韌性，可鍛性好，能增大軸承零件的鍛壓比，有利於軸承的使用壽命，滲碳后可滿足在溫度430~C以下的使用條件，並且具有很好的抗衝擊能力。
H10Cr4M04Ni4VA是目前性能最好的高溫滲碳軸承鋼，但其價格比較昂貴。當軸承的使用溫度超過500~E時，選用耐高溫軸承鋼已難以滿足其性能要求，而應選用鈷基、鎳基合金或陶瓷等耐高溫材料。
高溫軸承主要用於航空噴氣發動機、燃氣輪機、核反應堆系統、X光管鎢盤，以及高速飛行器、火箭、宇宙飛船中。
