合金（钢、不锈钢、碳钢、、合金钢等）不论是在产量或是产值都是最高的。铁加入不同比例的碳，可以得到低碳钢、中碳钢及高碳钢，碳含量越高，其韧性及展性会下降。若碳含量超过2%，则称为铸铁。而在碳钢中加入超过10%的钼、镍及铬即为不锈钢。其他主要的合金有铝、钛、铜及镁的合金。铜合金早在史前时代就开始应用，青铜时代用的青铜即为铜合金，而且在现在也有很多的应用。其他三种合金是近代才开始的研究，由于其金属的活性，需要利用电解方式才能提炼纯金属。铝合金、钛合金和镁合金的特点是其高比强度，一般会用在一些比强度比价格重要的