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Unter Holzverarbeitung versteht man das Herstellen und Bearbeiten von Werkstücken aus Holz mit Werkzeugen, die teils direkt als Güter in den Gebrauch gehen, teils als Bauteile mit vorgegebenen geometrischen Bestimmungsgrößen (unter Einhaltung bestimmter Toleranzen und Oberflächengüten) in andere Gütern zu funktionsfähigen Erzeugnissen montiert werden. Die Holzverarbeitung ist ein Teilbereich der Fertigungstechnik.
Holzverarbeitung wird in den unterschiedlichsten Sparten von Industrie und Handwerk ausgeübt, so z. B. in der Schmuckherstellung, dem Werkzeug- und Formenbau bis zum Fahrzeugbau, Maschinenbau, Schiffbau und Brückenbau betrieben.
Man unterscheidet nach spanabhebenden oder nicht spanabhebenden Verfahren der Holzverarbeitung. Viele Berufe haben sich um die Holzverarbeitung gebildet (zum Beispiel Zimmermann, Schreiner, Stellmacher, Drechsler, Spillenmacher). Bei den meisten nicht spanabhebenden Bearbeitungsverfahren spielt – neben dem Dämpfen (Thonet) – der Leim eine besonders große Rolle.