En su sentido general y moderno, la metalurgia es la ciencia que estudia las propiedades químicas y físicas de los metales, incluido su rendimiento cuando se utilizan con fines industriales culturalmente útiles. El término a menudo se refiere a los procedimientos utilizados en la extracción de metales del mineral, así como a los procesos relacionados con la purificación de metales y la producción de aleaciones. También se refiere al oficio de fabricar objetos de utilidad cultural con metal o trabajar con metales. La práctica del trabajo de los metales se ha llevado a cabo durante miles de siglos.
La evidencia de esta ciencia y artesanía se remonta aproximadamente a 6,500 años. El cobre, el estaño, la plata y el hierro meteórico, que fue utilizado por los egipcios para fabricar armas, todos se sometieron a algún tipo de proceso de trabajo de los metales en varias culturas antiguas. La primera evidencia de una tecnología metalúrgica estándar apareció durante la Edad del Bronce, que comenzó alrededor del 3,500 a. C., cuando se descubrió que calentando y combinando cobre y estaño, se podía crear una aleación de bronce. La Edad del Hierro comenzó alrededor del 1,200 a. C. cuando los hititas descubrieron cómo extraer hierro del mineral y trabajarlo para promover sus objetivos culturales. Georg Agricola, considerado el padre de la metalurgia, detalló los procedimientos de extracción de minerales y metales, así como otros aspectos de la ciencia, en su libro del siglo XVI, De re metallica.
La metalurgia moderna se divide en dos subtipos. La metalurgia de proceso se refiere a los pasos involucrados en la producción de metales, en la mayoría de los casos, a partir de sulfuros u óxidos, y luego refinarlos en su forma reducida mediante electrólisis u oxidación selectiva de impurezas. La metalurgia física estudia la estructura de los metales, en función de su composición y tratamiento, y cómo esta estructura se relaciona con sus propiedades. También se ocupa de los principios científicos y las aplicaciones de ingeniería empleadas en la fabricación y el tratamiento de metales, y cómo los productos metálicos se mantienen bajo sus usos industriales.
Los ingenieros metalúrgicos emplean diferentes formas de pruebas de metales. De esa manera, pueden hacer suposiciones cuantificadas sobre la resistencia de un metal. Estas pruebas están destinadas a determinar propiedades tales como dureza del metal, tenacidad al impacto y resistencia a la tracción, por nombrar algunas.
En general, los metales elementales, en su forma nativa pura, son demasiado blandos para usos industriales. Es por ello que la ciencia de la metalurgia tiende a centrarse en la fabricación de aleaciones, en las que se combinan metales entre sí o con no metales. El acero y los hierros fundidos son ejemplos de aleaciones de hierro y carbono. El aluminio, el cobre, el hierro, el magnesio y el zinc son los metales que más se utilizan, generalmente en sus formas de aleación.