純金屬不含其他雜質(zhì)，具有較高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和良好的塑性等。例如純銅因?qū)щ姟?dǎo)熱、塑性極好，大量用于制作發(fā)電機(jī)﹑電纜﹑開(kāi)關(guān)裝置等電工器材，也廣泛用于熱交換器﹑管道﹑太陽(yáng)能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。純金屬的強(qiáng)度較低，種類有限，制取困難，價(jià)格較高，因此在各行業(yè)上應(yīng)用較少。實(shí)際上，工程中使用的金屬材料都是合金，例如鋼鐵（鐵、碳為主要成份的合金）。

人類生產(chǎn)合金是從制作青銅器開(kāi)始。合金，是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。與純金屬相比，合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。例如：一般情況下，合金的熔點(diǎn)低、硬度大、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低，利用合金的這些特性，可制造特殊性能的材料。合金的性能還可通過(guò)添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件來(lái)加以調(diào)節(jié)。因此，合金大大拓展了金屬材料的使用范圍和價(jià)值。

目前應(yīng)用最廣泛的合金是鋼鐵（鐵碳合金）。鋼鐵中含碳量較生鐵低，性能優(yōu)越，廣泛用于制造機(jī)械和交通工具。為了提高鋼的某些性能，人們向其中加入一定量的一種或幾種其他元素，可得到具有各種不同性能的合金鋼。例如不銹鋼（其合金元素主要是鉻和鎳），其抗腐蝕能力很強(qiáng)，不易生銹，用于制造醫(yī)療器械、廚房用具和餐具等。

鋁合金也是目前用途廣泛的合金之一。鋁中加入Mn、Mg形成的合金具有很好的耐蝕性、塑性和強(qiáng)度，用于制造油箱、容器、管道、鉚釘?shù)?。硬鋁合金（加入Cu、Mg 、Mn、S元素）因密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕能力強(qiáng)，是制造飛機(jī)、艦艇和宇宙飛船的理想材料。此外，銅合金（青銅、黃銅、白銅）在生活中也隨處可見(jiàn)。

特種金屬材料是近年來(lái)設(shè)計(jì)合成的新型合金。例如形狀記憶合金、隱身、儲(chǔ)氫、超導(dǎo)等合金。儲(chǔ)氫合金的研究將為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。此外，鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。