Metalle bilden eine zentrale Werkstoffklasse mit charakteristischen Eigenschaften wie metallischer Bindung, elektrischer und thermischer Leitfähigkeit, Duktilität und typischem metallischem Glanz. Diese Eigenschaften resultieren aus einem Kristallgitter positiv geladener Metallionen, das von einem delokalisierten Elektronengas umgeben ist. Häufige Gittertypen sind kubisch-raumzentriert (krz), kubisch-flächenzentriert (kfz) und hexagonal-dichtestgepackt (hdp), die maßgeblich Festigkeit, Verformbarkeit und Phasenumwandlungen bestimmen.

Werkstofftechnisch werden Metalle grob in Eisenwerkstoffe (Stähle und Gusseisen) und Nichteisenmetalle (z. B. Aluminium, Kupfer, Titan, Nickel, Edelmetalle) eingeteilt. Innerhalb der Nichteisenmetalle existieren Untergruppen wie Leichtmetalle (z. B. Aluminium-, Magnesium- und Titanlegierungen) sowie hochkorrosionsbeständige und funktionelle Edelmetalle. Spurenelemente werden häufig gezielt als Legierungselemente eingesetzt, um Mikrostruktur und Eigenschaften zu modifizieren.

Nahezu alle technisch relevanten Metalle liegen als Legierungen vor. Durch gezielte Legierungskonzepte und Wärmebehandlungen werden Gefüge (z. B. Ausscheidungen, Korngrenzenzustand, Phasenverteilung) eingestellt, um ein Optimum aus Festigkeit, Zähigkeit, Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit zu erreichen. Moderne Anwendungen umfassen Strukturwerkstoffe für Leichtbau (Aluminium-, Titanlegierungen), hochtemperaturfeste Superlegierungen, leitfähige Kupferwerkstoffe sowie funktionelle Metalle in Katalyse, Elektronik und Energietechnik.