通常將具有正的溫度電阻系數(shù)的物質定義為金屬。使用的含112種元素的元素周期表中，金屬元素共90種。位于“硼-砹分界線”的左下方，在s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、f區(qū)等5個區(qū)域都有金屬元素，過渡元素全部是金屬元素。
在固態(tài)金屬導體內(nèi)，有很多可移動的自由電子。雖然這些電子并不束縛於任何特定原子，但都束縛於金屬的晶格內(nèi)；甚至于在沒有外電場作用下，因為熱能，這些電子仍舊會隨機地移動。但是，在導體內(nèi)，平均凈電流是零。挑選導線內(nèi)部任意截面，在任意時間間隔內(nèi)，從截面一邊移到另一邊的電子數(shù)目，等于反方向移過截面的數(shù)目。
除錫、銻、鉍等少數(shù)幾種金屬的原子外層電子數(shù)大于或等于4以外，絕大多數(shù)金屬原子的外層電子數(shù)均小于4，主族金屬原子的電子排布為ns1或ns2或ns2 np(1-4)，過渡金屬的電子排布可表示為(n-1)d(1-10) ns(1-2)。主族金屬元素的原子半徑均比同周期非金屬元素（稀有氣體除外）的原子半徑大。

納米金屬材料是形成納米晶粒的金屬與合金。具有晶界比例，比表面能，表面原子比例大等特點。粒徑由100nm降至5nm，顆粒表面能與總能量之比由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時增至80%。具有特異性能:納米可提高燃燒效率；含1.8%C的鋼，納米晶斷裂強度可達4800MPa。
納米固體中的原子排列既不同于長程有序的晶體，也不同于長程無序、短程有序的“氣體狀”固體結構，是一種介于固體與分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質。因此，一些研究人員把納米材料稱之為晶態(tài)、非晶態(tài)之外的“第三態(tài)晶體材料”。正是由于納米材料這種特殊的結構，使納米材料科學與技術之產(chǎn)生四大效應，即小尺寸效應、量子效應(含宏觀量子隧道效應)、表面效應和界面效應，從而具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學性能，表現(xiàn)出獨特的光學、電學、磁學、催化、化學特性和超導性能等特性，使納米材料在國防、電子、化工、冶金、輕工、航空、陶瓷、核技術、催化劑、醫(yī)藥等領域具有重要的應用價值。
由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對納米顆粒而言，尺寸變小同時其比表面積顯著增加，從而產(chǎn)生一系列新奇的性質。例如米顆粒對光吸收顯著增加，與大尺寸固態(tài)物質相比納米顆粒的熔點會顯著下降，例如，2nm的金屬顆粒熔點為600K，隨著粒徑增加，熔點迅速上升，塊狀金屬為1337K。還有，小尺寸的納米顆粒磁性與大塊材料有明顯的區(qū)別。一般固體的熱運動于晶格振動，固體本身并不運動。而對于納米金屬粒子，除了晶格振動以外，顆粒整體也振動，結果使納米金屬粒子比導體中的電子自由程小，其磁疇比強磁性物質的磁疇小，有時甚至小于磁疇，從而呈單磁疇結構。

稀有金屬是在地殼中含量較少，分布稀散或難以從原料中提取的金屬。如鋰、鈹、鈦、釩、鍺、鈮、鉬、銫、鑭、鎢、鐳等。按其物理、化學性質及生產(chǎn)方法上的不同可分為：(1)稀有輕金屬，如鈹、鋰、銣、銫等;(2)稀有貴金屬，如鉑、銥、鋨等;(3)稀有分散金屬，如鎵、鍺等;(4)稀土金屬，如、鈧釔、鑭、鈰、釹等，(5)難熔稀有金屬，如鈦、鋯、鉭等; (6)放射性稀有金屬，如釙、鐳、錒、鈾、钚等。
稀有金屬主要用于制造特種鋼、超硬質合金和耐高溫合金，在電氣工業(yè)、化學工業(yè)、陶瓷工業(yè)、原子能工業(yè)及火箭技術等方面。
稀有金屬的名稱具有一定的相對性，隨著人們對稀有金屬的廣泛研究，新產(chǎn)源及新提煉方法的發(fā)現(xiàn)以及它們應用范圍的擴大，稀有金屬和其它金屬的界限將逐漸消失，如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。
有的稀有金屬在物理－化學性質上近似而不容易分離成單一金屬。過去制取和使用得很少，因此得名為稀有金屬。19世紀即有稀有元素(rare elements)一詞，20世紀20年代在此基礎上定名為稀有金屬。稀有金屬開發(fā)較晚，所以有時還稱為新金屬(new metals)。第二次世界大戰(zhàn)以來，由于新技術的發(fā)展，需求量的增大，稀有金屬研究和應用迅速發(fā)展，冶金新工藝不斷出現(xiàn)，這些金屬的生產(chǎn)量也逐漸增多。稀有金屬已經(jīng)不稀。稀有金屬所包括的金屬也在變化，如鈦在現(xiàn)代技術中應用日益廣泛，產(chǎn)量增多，所以有時也被列入輕金屬。

金屬是具有光澤、有良好的導電性、導熱性與機械性能，并具有正的電阻溫度系數(shù)的物質。金屬，是個大家庭，現(xiàn)在世界上有86種金屬。通常人們根據(jù)金屬的顏色和性質等特征，將金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬主要指鐵及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬以外的金屬稱為有色金屬。
黑色金屬材料乃工業(yè)上對鐵、鉻和錳的統(tǒng)稱。亦包括這三種金屬的合金，尤其是合金黑色金屬鋼及鋼鐵。與黑色金屬相對的是有色金屬。事實上純凈的鐵及鉻是銀白色的，而錳是銀灰色。由于鋼鐵表面通常覆蓋一層黑色的四氧化三鐵，而錳及鉻主要應用于冶煉黑色的合金鋼。所以才會被“錯誤分類”為黑色金屬。
黑色金屬的分類也有其意義，因為這三種金屬都是冶煉鋼鐵的主要原料，而鋼鐵在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位，亦是衡量一國家國力的重要標志。黑色金屬的產(chǎn)量約占世界金屬總產(chǎn)量的95%。
黑色金屬和有色金屬這名字，常常使人誤會，以為黑色金屬一定是黑的，其實不然。黑色金屬只有五種：鐵、錳、鉻、釩、鈦。而它們五個都不是黑色的。純鐵是銀白色的；鉻是銀白色的；錳是灰白色的。因為鐵的表面常常生銹，蓋著一層黑色的四氧化三鐵與棕褐色的氧化鐵的混合物，看去就是黑色的。所以人們稱之為“黑色金屬”。常說的“黑色冶金工業(yè)”，主要是指鋼鐵工業(yè)。因為常見的合金鋼是錳鋼與鉻鋼，這樣，人們把錳與鉻也算成是“黑色金屬”了。除了鐵、錳、鉻、釩、鈦以外，其他的金屬，都算是有色金屬。