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，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；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，平均凈電流是零。挑選導線內部任意截面，在任意時間間隔內，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。

特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復合材料等。
具有特殊性能的金屬材料，是通過特殊成型方法或通過成分設計而制成的。如非晶態(tài)金屬就是將熔融金屬或合金通過特殊裝置，具有高強度、高導磁性、高耐腐蝕性的金屬材料。如高溫合金是通過成分設計得到的耐熱性優(yōu)良的金屬材料，包括鐵基奧氏體耐熱鋼、鎳基合金、鈷基合金等。
舉例來說，硬質合金，硬質合金主要用于機械鑄造業(yè)中的刀具，冷作模具、量具及耐磨零件，但以用于刀具方面的量。鎢鈷類(YG)合金主要用來切削并加工那些脆性材料，如鑄鐵、有色金屬及合金、膠體及其他非金屬材料；鎢鈷鈦類(YT)合金主要用于加工韌性材料，如各種鋼類材料。另外我國還生產一種新品種YWl和YW2的合金鋼，又稱通用“硬質合金”(也叫萬能合金)，因為它既可當作YG合金來切削鑄鐵和有色金屬，又可用來切削各種鋼材。除用于刀具外，硬質合金也用來制造冷拔模，冷沖模、冷擠模和冷鐓鍛模等。此外使用硬質合金后，工具和零件的壽命大大提高，可以大大提高生產率和產品質量。

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，產量增多，所以有時也被列入輕金屬。

非晶態(tài)金屬，也稱金屬玻璃。金屬玻璃又稱非晶態(tài)合金， 它既有金屬和玻璃的優(yōu)點， 又克服了它們各自的弊病．如玻璃易碎， 沒有延展性。金屬玻璃的強度高于鋼， 硬度超過高硬工具鋼， 且具有一定的韌性和剛性， 所以， 人們贊揚金屬玻璃為“敲不碎、砸不爛”的“玻璃”。
對科學家來講，玻璃是任何能從液體冷卻成固體而無結晶的材料。大多數(shù)金屬冷卻時就結晶，原子排列成有規(guī)則的形式稱作晶格。如果不發(fā)生結晶并且原子依然排列不規(guī)則，就形成金屬玻璃。不像玻璃板，金屬玻璃不透明或者不發(fā)脆，它們罕見的原子結構使它們有著特殊的機械特性及磁力特性。普通金屬由于它們晶格的缺陷而容易變形或彎曲導致永久性地失形。對比之下，金屬玻璃在變形后更容易彈回至它的初始形狀。缺乏結晶的缺陷使得原鐵水的金屬玻璃成為有效的磁性材料。
金屬玻璃是 1960 年被發(fā)明的新材料，多年以來被各國科學家廣泛而深入地研究。與相應的晶態(tài)合金相比，這種材料展現(xiàn)出非常獨特的力學與物理性能，使之在多個領域都有廣闊的應用前景。同時，金屬玻璃作為結構無序材料中一類相對簡單的代表體系，是研究非晶態(tài)物理的一個比較理想的材料模型。解決金屬玻璃中的基本科學問題，比如它的結構表征、形變機理、玻璃轉變、玻璃形成能力等，不僅可以促進金屬玻璃本身的應用，而且也將推動整個凝聚態(tài)物理學的發(fā)展。