金属学是关于金属材料——金属和合金的科学，它的中心内容是研究金属和合金的成分、结构组织和性能，以及它们之间的相互关系和变化规律。目的在于利用这些关系和规律来指导科学研究和生产实践及实际应用，例如金属材料中的钢材在不锈钢工程上的应用，以便更充分有效地发挥现有金属材料的潜力，并进而创制新的金属材料。金属学基本上是一门应用科学，也是一门偏重于实验的科学。
    我国古代劳动人民和科学工作者在有关金属学早期知识的积累方面有很大的贡献，这从现已发现的大量古代金属遗物中即可以看到。例如，精致的冶炼、铸造、锻造和焊接技术，以及惊人的热处理和化学热处理——渗碳工艺等，它表明当时的人们已相当准确地掌握了金属材料的许多工艺性能和使用性能，并应用于生产实践中。另外，从现存的许多古籍中还可以找到有力的文字证据。除了零星记载外，还有不少系统的文献，其中最著名的有先秦时代的《考工记》、宋代沈括的《梦溪笔谈》以及明代宋应星《天工开物》等。它们都属于举世公认的、世界上最早或较早的有系统的技术著作，其中也记载着关于金属材料的冶炼、铸造、焊接、热处理等工艺方面，以及成分性能和用途方面的珍贵资料，即使今天读起来，也令中外人士惊叹不已。例如，2000多年前的《考工记》中关于6种铜合金——青铜的成分配比、性能和用途方面的论述．与现代青铜几近完全一致；五百多年前的《天工开物》中关于锉刀的制造、翻修和热处理工艺方面的论述也和今日相差无几。事实上，热处理的应用要早得多。
    据《中国治金史》考证，早在商朝代即开始采用退火方法来处理金箔，到战国时．已多方面应用各种热处理方法于钢铁了。铸铁的柔化热处理技术比之西方要早约2300年。所有这些，生动地说明了我国古代劳动人民和科学工作者的巨大成就和智慧。但不幸的是，由于封建统治的腐朽和帝国主义掠夺，我们在现代金属科学和技术方面的发展上落后了。1949年后，随着金属材料和其他科学技术的发展，金属科学也得到了发展。
    金属学在欧美大多称物理冶金，是由早期的金相学与物理化学以及材料力学等科学相结合而发展起来的一门独立科学，它是20世纪的科学产物。事实上，早在人类创制和应用金属材料的初期，就已开始积累有关金属材料的性能、成分、加工处理和质量检验等方面的知识，并逐步探索其相互间的联系和规律。例如，关于质量检验方面，最早人们是通过辨别声响，观察擦划条痕、表面色泽和断口状况等简单方法来判别金屑材料的性能和质量的，以后进而采用腐蚀的方法以观察表面或断面所出现的纹理，并逐渐将它和金属材料的制造、加工及热处理等方法联系起来，探索其中规律，用以改进生产工艺。这些实验和鉴别金属材料的方法虽较原始，但对金属材料的发展曾起过重要的作用，而且其中有的至今仍不失为金属学的基本内容之一。但是，古代的金属材料知识仅仅存在于经验这一层面上，并没有上升为科学，它还不能说明金属的内在本质及其变化规律。
    19世纪以后，进而将显微镜应用到金属材料的检验和研究上，并结合物理化学分析法才逐步揭开了金属材料内部的一些秘密，开始迈向了现代金属科学的新领域，形成了金相学。
    进入20世纪，特别是20年代后，相继发明和应用了x射线术、电子显微镜；近年来又发展相应用了场离子显微镜，以及电子探针和电子扫描等新技术，空前扩大了有关金属材料方面的研究领域，使金属材料由宏观到微观直至原于组态方面，甚至电子结构方面的秘密及其与性能方面的关系和规律几乎都初步直接揭示出来，其中不少已达到定量的程度．金属学也就因而更趋完善了，成为真正意义上的材料科学。
    金属学研究的中心内容是：金属材料的成分、组织结构、性能三者之间的关系及其变化规律。
    改革开放以来，无论是在教育或科学研究方面，还是在理论或实际应用方面，金属科学都已取得了巨大的成就。现在我国的金属材料的生产、应用和材料科学的研究已经取得辉煌的成就，正在赶上或超过世界先进水平。