通常将具有正的温度电阻系数的物质定义为金属。使用的含112种元素的元素周期表中，金属元素共90种。位于“硼-砹分界线”的左下方，在s区、p区、d区、f区等5个区域都有金属元素，过渡元素全部是金属元素。
在固态金属导体内，有很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚於任何特定原子，但都束缚於金属的晶格内；甚至于在没有外电场作用下，因为热能，这些电子仍旧会随机地移动。但是，在导体内，平均净电流是零。挑选导线内部任意截面，在任意时间间隔内，从截面一边移到另一边的电子数目，等于反方向移过截面的数目。
除锡、锑、铋等少数几种金属的原子外层电子数大于或等于4以外，绝大多数金属原子的外层电子数均小于4，主族金属原子的电子排布为ns1或ns2或ns2 np(1-4)，过渡金属的电子排布可表示为(n-1)d(1-10) ns(1-2)。主族金属元素的原子半径均比同周期非金属元素（稀有气体除外）的原子半径大。

工业纯铁是钢的一种，其化学成分主要是铁，杂质总含量<0.2%及含碳量在0.02%~0.04%的纯铁。含碳量不超过0.0218%的纯铁，亦称锭铁。纯度可达99.8%～99.9%，低于电解铁，故其强度、硬度、弹性系数均比电解铁高，但塑性则较低。工业纯铁用平炉生产，氧化期特长，以除去碳等杂质，故成本很高。
工业纯铁是钢的一种，其化学成分主要是铁，含量在99.50%－99.90%，含碳量在0.04%以下，其他元素愈少愈好。因为它实际上还不是真正的纯铁，所以称这一种接近于纯铁的钢为工业纯铁。一般工业纯铁质地特别软，韧性特别大，电磁性能很好。常见的有两种规格，一种是是作为深冲材料的，可以冲压成极复杂的形状；另一种是作为电磁材料的，有高的感磁性的低的抗磁性。
工业纯铁是用于冶炼精密合金、高温合金、超低碳不锈钢、电热合金等重要的原材料。
工业纯铁主要由电弧炉、氧气转炉、电弧炉加炉外真空脱碳、氧气转炉加炉外真空脱碳等方法生产。不同工艺生产的工业纯铁各具特点：
1.电弧炉纯铁的特点：是早生产纯铁的方法，含碳量为0.025%，含氮量较高，受石墨电极增碳的影响，不能生产更低含碳量的纯铁。
2.氧气转炉纯铁的特点：可以生产含碳量小于0.01%的低碳纯铁，但其含氧量高，含氮量较低，只能生产品质一般的工业纯铁。
3.电弧炉或氧气转炉与炉外精炼双联法生产高品质纯铁的特点：纯铁含碳量为0.005%,磷、硫、氧、氮以及非金属夹杂物含量低，是目前品质的纯铁，国内太钢、宝钢、武钢、抚钢等都可以生产高品质纯铁。

纳米金属材料是形成纳米晶粒的金属与合金。具有晶界比例，比表面能，表面原子比例大等特点。粒径由100nm降至5nm，颗粒表面能与总能量之比由0.8%增至14%，晶界比例由3%增至50%，表面原子的比例增至40%，2nm时增至80%。具有特异性能:纳米可提高燃烧效率；含1.8%C的钢，纳米晶断裂强度可达4800MPa。
纳米固体中的原子排列既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、短程有序的“气体状”固体结构，是一种介于固体与分子间的亚稳中间态物质。因此，一些研究人员把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第三态晶体材料”。正是由于纳米材料这种特殊的结构，使纳米材料科学与技术之产生四大效应，即小尺寸效应、量子效应(含宏观量子隧道效应)、表面效应和界面效应，从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能，表现出独特的光学、电学、磁学、催化、化学特性和超导性能等特性，使纳米材料在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、陶瓷、核技术、催化剂、医药等领域具有重要的应用价值。
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对纳米颗粒而言，尺寸变小同时其比表面积显著增加，从而产生一系列新奇的性质。例如米颗粒对光吸收显著增加，与大尺寸固态物质相比纳米颗粒的熔点会显著下降，例如，2nm的金属颗粒熔点为600K，随着粒径增加，熔点迅速上升，块状金属为1337K。还有，小尺寸的纳米颗粒磁性与大块材料有明显的区别。一般固体的热运动于晶格振动，固体本身并不运动。而对于纳米金属粒子，除了晶格振动以外，颗粒整体也振动，结果使纳米金属粒子比导体中的电子自由程小，其磁畴比强磁性物质的磁畴小，有时甚至小于磁畴，从而呈单磁畴结构。

金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能，并具有正的电阻温度系数的物质。金属，是个大家庭，现在世界上有86种金属。通常人们根据金属的颜色和性质等特征，将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。
黑色金属材料乃工业上对铁、铬和锰的统称。亦包括这三种金属的合金，尤其是合金黑色金属钢及钢铁。与黑色金属相对的是有色金属。事实上纯净的铁及铬是银白色的，而锰是银灰色。由于钢铁表面通常覆盖一层黑色的四氧化三铁，而锰及铬主要应用于冶炼黑色的合金钢。所以才会被“错误分类”为黑色金属。
黑色金属的分类也有其意义，因为这三种金属都是冶炼钢铁的主要原料，而钢铁在国民经济中占有极其重要的地位，亦是衡量一国家国力的重要标志。黑色金属的产量约占世界金属总产量的95%。
黑色金属和有色金属这名字，常常使人误会，以为黑色金属一定是黑的，其实不然。黑色金属只有五种：铁、锰、铬、钒、钛。而它们五个都不是黑色的。纯铁是银白色的；铬是银白色的；锰是灰白色的。因为铁的表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的氧化铁的混合物，看去就是黑色的。所以人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为常见的合金钢是锰钢与铬钢，这样，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。除了铁、锰、铬、钒、钛以外，其他的金属，都算是有色金属。