Metallurgie ist die Wissenschaft und Technik der Gewinnung, Raffination, Gestaltung und Eigenschaften von Metallen und Legierungen. Sie umfasst den gesamten Prozessweg von der Erzaufbereitung über die Primärmetallgewinnung bis zur werkstoffgerechten Verarbeitung und Anwendung.

Traditionell wird in Extraktive Metallurgie und Physikalische Metallurgie unterschieden. Die extraktive Metallurgie befasst sich mit der Umwandlung von Erzen, Recyclingströmen und Zwischenprodukten in metallische Werkstoffe. Hierzu zählen pyrometallurgische Prozesse (z.B. Schmelz- und Hochofenprozesse), hydrometallurgische Verfahren (Laugung, Lösungsextraktion, Elektrolyse) und – seltener – elektrometallurgische Routen. Die Pulvermetallurgie bildet einen Spezialfall, bei dem Metalle als Pulver gewonnen oder verarbeitet und durch Sintern verdichtet werden.

Die physikalische Metallurgie untersucht den Zusammenhang zwischen chemischer Zusammensetzung, Gefügestruktur und den resultierenden mechanischen, thermischen und korrosiven Eigenschaften. Zentrale Themen sind Phasendiagramme, Diffusion, Ausscheidungs- und Martensitbildung, Rekristallisation sowie die gezielte Gefügeausbildung durch Wärmebehandlung und Umformung. Spezifische Teilgebiete sind etwa die Stahlmetallurgie mit Fokus auf Eisen-Kohlenstoff-Legierungen.

Moderne Metallurgie integriert zunehmend Aspekte der nachhaltigen Metallurgie, darunter Energieeffizienz, Emissionsreduktion, Kreislaufwirtschaft und hochwertige Metallrückgewinnung aus Recyclingströmen. Ergänzend liefern archäometallurgische und archäo-materialographische Untersuchungen wichtige Einblicke in historische Prozesse, Legierungskonzepte und Degradationsmechanismen, die zur Validierung heutiger Modelle und zur Erschließung neuartiger Prozessfenster beitragen.