人类文明的每一次巨大进步，都伴随着冶金和材料技术的重大突破。纵观历史，从石器时代到青铜器时代再到铁器时代，材料成为人类文明发展的里程碑。我国是世界上率先开始大规模冶炼金属的国家之一，并且在相当长的历史时期内，冶金技术水平始终保持在世界前列。其中，许多流传至今的青铜器和铁器不仅在当时起到推动社会发展的重要作用，在当下也为古代冶金史研究提供了宝贵的实物。

金属在自然界多以化合物矿石存在，火法冶金即利用燃料燃烧等提供的高温从金属矿石中提炼金属。人类最早利用金属，是从铜和铁等的火法冶金开始的。由于铜的熔点（1083℃）较铁（1538℃）的偏低，所以铜冶炼要早于铁冶炼很　纯铜具有优异的导电性和延展性，所以生产中经常可以看到铜制线缆、铜箔等，但也因其过于柔软，导致无法作为实际（机械）工具使用。人们采用加入锡、铅、锌等其它金属组分冶炼形成合金，来改善其性能。其中，加入锡后的铜锡合金，兼具一定强度和韧性，用途较为广泛。青铜，即铜锡（Cu-Sn）合金。

中国拥有灿烂的青铜文明，三星堆文化遗址和殷墟遗址都出土了大量技艺精湛、造型精美的青铜器。大约成书于东周时期的《考工记》中，给出了关于铜锡合金的相关描述，并且按照不同性能用途提供了比较精确的成分配比。“国之大事，在祀与戎”，钟、鼎、斧、钺，各种青铜器作为礼器、乐器、兵器等出现在国家重要场合上，彰显着国家的权利与威势。相传大禹所制的九鼎被夏商周三代的王室视作传国之宝，是王权和天命的象征。在周代，鼎的多少与贵族分封的等级制度密切相关。周王室衰落时分封制名存实亡、礼崩乐坏，甚至还流传下来“问鼎中原”的典故。在春秋战国时期，中国已经开始铁的大规模人工冶炼，留下了食铁兽（有研究称食铁兽即大熊猫，但目前并无定论）的相关记载。

铁器一般为铁碳（Fe-C）合金制品，含碳量小于0.0218%的铁碳合金称熟铁（或纯铁），在0.0218-2.11%之间称钢，而介于2.11%和6.69%之间的则称生铁（或铸铁）。熟铁软，机械强度却低；生铁硬，韧性和可加工性差；钢，强度高又韧性好。可见，生铁、钢和熟铁在性能上的区别，应归因于碳含量的不同。人们常将上述铁碳合金合称为钢铁。由于钢的性能优异，随着冶金技术的发展，钢制产品逐渐占据主流地位。

《天工开物》中是这样描述的，“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生、熟相合，炼成则钢”。古代钢铁冶炼技术路线，大致分为两类：一种是块炼铁-块炼渗碳钢，比较原始；一种是生铁冶炼-生铁制钢，相对成熟。在人工冶铁的早期，由于炉温有限，只能炼出含有较多杂质的块炼铁，经过反复锻打可以成为熟铁，再经过加热、锻打、渗碳等流程制成钢。时间稍晚一些出现的冶铸生铁技术，产品质量提升很多，得以大范围推广。同时借助“炒钢法”，即在加热的半液态生铁中加入铁矿粉，并不停翻炒增大与空气的接触面积，使得生铁中的碳含量和各种有害杂质不断减少，再经反复锻打，最终制成性能更为优良的钢产品。殊途同归，在南北朝时期，綦毋怀文更进一步发明了“灌钢法”，即利用生铁和熟铁混合熔炼成钢的先进技术，这种方法极大地节省了人力物力，在我国一直沿用至近代。

正所谓“百炼成钢”，在中国古代只能通过较为原始的动力（人力）反复加热锻打钢铁半成品，才能使其最终去除其余杂质，成分和组织也更均匀，以此来改善钢的性能。正因钢铁冶炼过程的艰辛和本身刚强的特性，其蕴含着一种千锤百炼、百折不挠的精神，千百年来激励着人们要像钢铁一样磨炼自身的品行。