Beim Schweißen entsteht eine sehr hohe Temperatur (je nach Zusammensetzung zwischen 2.000 °C und 2.500 °C). Beim Thermitschweißen wird eine Keramikform an den beiden miteinander zu verschweißenden Gleisen befestigt. In dieser Form vermischt sich bei hoher Temperatur der Rückstand des Thermits, der hauptsächlich aus flüssigem Eisen besteht, mit dem Eisen der Gleise. Um eine ausreichende Durchdringung zu gewährleisten, werden die zu verschweißenden Gleise zunächst mit Gasbrennern bis zur Rotglut erhitzt. Um eine gute Verbindung zu erhalten, ist es wichtig, dass beide Gleise richtig ausgerichtet sind, die Form richtig schließt und dass sich die Verbindung ausreichend abgekühlt hat, bevor sie belastet wird.

Die folgenden Schritte können beim Schweißverfahren unterschieden werden:

• Ausrichten der Schienen oder Gleise.
• Anbringen einer Keramikform auf die Fuge und Abdichten aller Risse und Löcher mit Sand oder einer Paste, um das flüssige Eisen zusammenzuhalten.
• Erhitzen der Schienen oder Gleise mit Gasbrennern, bis sie rotglühend sind (900 °C);
• Platzieren des Thermit-Teils auf die Schienen oder Gleise.
• Entzündung der Mischung im Thermit-Teil.

Anschließend dauert die Reaktion ein paar Minuten. Die Temperatur kann auf über 2.500 °C ansteigen, wobei das flüssige Eisen in die Fuge zwischen den Schienen in der Gießform fließt. Die überschüssige Schlacke aus Aluminiumoxid bleibt dort schwimmend (schützt das heiße Eisen vor dem Verbrennen) und wird seitlich in Schlackewannen gesammelt.

• Nach dem Abkühlen werden das Reaktionsgefäß und die Gießform entfernt.
• Der Schweißgrat wird abgeklemmt und entsprechend den geltenden Normen abgeschliffen.