Le cuivre et l'or, l'argent, le fer, l'étain, le plomb, le mercure, l'antimoine sont extraits, souvent plusieurs millénaires avant notre ère, par les Chaldéens, les Assyriens ou les Égyptiens. Dans l'Antiquité grecque et romaine, des techniques métallurgiques de première importance sont déjà connues : moulage à cire perdue (moule obtenu comme empreinte laissée par la fusion d'un modèle en cire), traitement thermique par trempe de l'acier, etc. Le développement de la métallurgie ne fera que se confirmer avec la révolution industrielle.

L'élaboration des métaux.

Bien que certains métaux (or, argent, platine, cuivre) existent à l'état natif, la plupart sont combinés dans des minerais sous forme de composés (oxydes, sulfures, etc.) mêlés à des produits stériles (roche) qui forment la gangue. La métallurgie rassemble les procédés et les techniques d'extraction, d'élaboration, de mise en forme et de traitement des métaux et des alliages. Préalable à tout traitement métallurgique, la séparation des minéraux utiles de leur gangue, ou minéralurgie, se fait par des procédés mécaniques, chimiques ou physiques.

Parmi les opérations d'élaboration des métaux, on distingue notamment celles par voie sèche entre 100 et 3 000 °C (fusion simple ou avec modifications chimiques, calcination), celles par voie humide (dissolution et précipitation, amalgamation) et celles par volatilisation (ébullition du métal et condensation des vapeurs).

Mise en forme et traitements.

Après élaboration, les métaux et leurs alliages sont amenés à l'état de produits finis ou de demi-produits par divers procédés : la fonderie (moulage de métaux en fusion), les traitements mécaniques de déformation (laminage, forgeage, estampage, etc.), le frittage (sorte d'agglomération) de poudres métalliques, le soudage ou le collage structural. Pour donner certaines caractéristiques aux métaux et aux alliages, on peut leur faire subir des traitements thermiques (trempe, recuit), souvent conduits sous atmosphère contrôlée. Les traitements thermochimiques (cémentation, nitruration, etc.) provoquent une modification superficielle du métal. Les traitements de surface (décapage, revêtement d'une couche protectrice) se font par voie chimique (chromatation) ou par électrolyse (chromage, nickelage, etc.).

Essais.

Des essais mécaniques sont pratiqués pour vérifier la qualité des métaux et alliages. Des essais physiques (analyse thermique) permettent de suivre l'évolution de certains traitements ou de contrôler la pureté des métaux. La métallographie microscopique étudie la structure et la constitution d'échantillons convenablement polis et attaqués, soit par examen visuel ou à la loupe (macrographie), soit par examen au microscope (micrographie). Des essais chimiques sont pratiqués soit pour l'analyse chimique proprement dite des substances, soit pour reconstituer des essais de corrosion.