V splošnem sodobnem pomenu je metalurgija znanost, ki preučuje kemične in fizikalne lastnosti kovin, vključno s tem, kako delujejo, ko se uporabljajo v kulturno uporabne industrijske namene. Izraz se pogosto nanaša na postopke, ki se uporabljajo pri pridobivanju kovin iz rude, pa tudi na postopke, povezane s čiščenjem kovin in proizvodnjo zlitin. Nanaša se tudi na obrt izdelovanja kulturno uporabnih predmetov iz kovine ali obdelavo kovin. Praksa obdelave kovin se izvaja že tisoče stoletij.
Dokazi o tej znanosti in obrti segajo približno 6,500 let nazaj. Baker, kositer, srebro in meteorno železo, ki so ga Egipčani uporabljali za izdelavo orožja, so bili v različnih starih kulturah podvrženi določeni obliki obdelave kovin. Prvi dokazi o standardni metalurški tehnologiji so se pojavili v bronasti dobi, ki se je začela okoli 3,500 pr.n.št., ko je bilo odkrito, da je s segrevanjem in združevanjem bakra in kositra mogoče ustvariti bronasto zlitino. Železna doba se je začela okoli leta 1,200 pred našim štetjem, ko so Hetiti odkrili, kako pridobivati železo iz rude in ga obdelati za napredovanje svojih kulturnih ciljev. Georg Agricola, ki velja za očeta metalurgije, podrobnih postopkov pridobivanja rude in pridobivanja kovin ter drugih vidikov znanosti, v svoji knjigi De re metallica iz 16. stoletja.
Sodobna metalurgija je razdeljena na dva podtipa. Procesna metalurgija se nanaša na korake, ki so vključeni v proizvodnjo kovin, v večini primerov, iz sulfidov ali oksidov, in jih nato rafinirajo v njihovi reducirani obliki z elektrolizo ali selektivno oksidacijo nečistoč. Fizična metalurgija proučuje strukturo kovin na podlagi njihove sestave in obdelave ter kako je ta struktura povezana z njihovimi lastnostmi. Prav tako se ukvarja z znanstvenimi načeli in inženirskimi aplikacijami, ki se uporabljajo pri izdelavi in obdelavi kovin, ter kako se kovinski izdelki obdržijo pri njihovi industrijski uporabi.
Metalurški inženirji uporabljajo različne oblike testiranja kovin. Na ta način lahko naredijo kvantificirane predpostavke o moči kovine. Ti preskusi so namenjeni ugotavljanju lastnosti, kot so trdota kovine, udarna žilavost in natezna trdnost, če naštejemo le nekaj.
Na splošno so elementarne kovine v svoji čisti naravni obliki premehke za industrijsko uporabo. Zato se metalurška znanost osredotoča na izdelavo zlitin, v katerih se kovine kombinirajo skupaj ali z nekovinami. Jeklo in lito železo sta primera zlitin železa in ogljika. Aluminij, baker, železo, magnezij in cink so kovine, ki se največ uporabljajo, običajno v obliki zlitin.