特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)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(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)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(shè)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(dǎo)磁性、高耐腐蝕性的金屬材料。如高溫合金是通過成分設(shè)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(zhì)合金，硬質(zhì)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(chǎn)一種新品種YWl和YW2的合金鋼，又稱通用“硬質(zhì)合金”(也叫萬能合金)，因為它既可當(dāng)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(zhì)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(zhì)合金后，工具和零件的壽命大大提高，可以大大提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。

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(jié)構(gòu)，是一種介于固體與分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質(zhì)。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(jié)構(gòu)，使納米材料科學(xué)與技術(shù)之產(chǎn)生四大效應(yīng)，即小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)(含宏觀量子隧道效應(yīng))、表面效應(yīng)和界面效應(yīng)，從而具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學(xué)性能，表現(xiàn)出獨特的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化、化學(xué)特性和超導(dǎo)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(shù)、催化劑、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。
由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。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(zhì)。例如米顆粒對光吸收顯著增加，與大尺寸固態(tài)物質(zhì)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(jié)果使納米金屬粒子比導(dǎo)體中的電子自由程小，其磁疇比強磁性物質(zhì)的磁疇小，有時甚至小于磁疇，從而呈單磁疇結(jié)構(gòu)。

金屬是具有光澤、有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性與機械性能，并具有正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì)。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(zhì)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(yīng)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。

貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬（釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑）等8種金屬元素。這些金屬大多數(shù)擁有美麗的色澤，具有較強的化學(xué)穩(wěn)定性，一般條件下不易與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
黃金的歷史就是人類的文明史。幾千年前，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)批天然金粒，黃金就被認為是貴重的材料。由于黃金具有美麗的色澤，非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以及良好的機械性能、又是的保值物品，因此，黃金首飾在所有的首飾中占有重要的地位。黃金的消費項目是首飾制作。1970年，世界用于首飾制作的黃金達1062噸，約占當(dāng)年世界黃金消費總量的77%以上。1978年全世界各行業(yè)的黃金加工量是1400噸，而首飾業(yè)就用了1000噸。在現(xiàn)代首飾中，黃金可以與不同金屬制成合金以便得到所需的各種色彩，如金、水綠色、純白色、藍色等等。黃金在地殼中的自然儲量9萬噸，可開采儲量約4.2萬噸。2004年，世界黃金的開采量為2430噸， 其中，南非341噸，澳大利亞259噸，美國258噸，中國215噸，秘魯173噸。中國黃金協(xié)會表示，2013年中國1-8月黃金產(chǎn)量達270.167噸，較上年同期增加8.2%。
除了金外，銀是廣泛應(yīng)用于首飾制作的金屬。在首飾業(yè)中使用銀主要出自兩方面的原因：一是使用白銀更加經(jīng)濟，二是銀具有美麗的白色，具有的金屬光澤，用在首飾上能取得較好的光色效果。例如用銀做金剛石和其它透明寶石的支座可加強反光性，這樣使寶石首飾看起來更加明亮和鮮艷。銀在地殼中的自然儲量超過57萬噸，可開采儲量超過27萬噸。2004年，世界銀開采量為1.97萬噸， 其中，秘魯3060噸，墨西哥2700噸，中國2450噸，澳大利亞2240噸，智利1360噸。
鉑金即白金。是一種非常珍貴的貴金屬，與金、銀相比，它用于首飾制造的時間較晚。由于鉑具有艷麗的白色，優(yōu)異的延展性以及耐磨、耐酸性，從19世紀開始，它就開始廣泛應(yīng)用于首飾制造中。鉑類金屬在地殼中的自然儲量為8萬噸，可開采儲量7.1萬噸，其中，鉑占50%，鈀占35%，釕占9%，銠占6%。2004年，世界鉑類金屬開采量為467噸，世界鉑的開采量為214噸，其中南非開采鉑160噸，俄羅斯36噸，加拿大7噸，美國4噸;2004年，世界銠的開采量為188噸，其中南非開采78.5噸，俄羅斯74噸，美國13.7噸，加拿大12噸。