A fémeket gyakran osztják:

• vasfémekre, amelyekben vas van (pl. lágyacél, szénacél, öntöttvas)

• nemvasfémekre, amelyekben nincs vas (pl. réz, alumínium, ón, ólom).

Az emberek több mint 6000 évvel ezelőtt kezdtek először fémből dolgokat készíteni, amikor felfedezték, hogyan lehet a rezet az ércéből kinyerni. Ezután megtanulták, hogyan készítsenek egy keményebb ötvözetet, a bronzot, ónt adva a rézhez. Körülbelül 3000 évvel ezelőtt fedezték fel a vasat. Kis mennyiségű szenet adva a vashoz, rájöttek, hogy különösen hasznos ötvözetet – acélt – tudnak készíteni.

A technológusok és tervezők tehát sok évezred óta ismerik és használják a tiszta fémeket és ötvözeteket. A fémek atomszerkezetét azonban csak a közelmúltban értették meg. Napjainkban mintegy 100 tiszta fémet és számos ötvözetet ismerünk, amelyek tulajdonságai széles skálán mozognak. Az iskolában leggyakrabban használt fémek a következők:

• alumíniumötvözet

• réz

• sárgaréz

• ezüst

  .

• acél

• szénacél

A fémek előállításának első fázisa az érc bányászata-hordozó kőzetet. Néha hatalmas mennyiségű érc szükséges egy kis mennyiségű fém előállításához – a legtöbb réz például olyan szulfidos ércekben található, amelyek mindössze 0,25% rezet tartalmaznak. A fémet ezután kemencék és elektrolitikus eljárások segítségével kell kivonni a kőzetből. Végül, mielőtt a fém felhasználható lenne, gyakran további feldolgozáson kell átesnie. Például az olvasztással és redukcióval előállított 98%-os tisztaságú “hólyagos rezet” elektromosan kell finomítani, hogy 99,99%-os tisztaságú réz készüljön.