合金，就是两种或两种以上化学物质（至少有一组分为金属）混合而成具有金属特性的物质，一般由各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而得。
合金至少是以下三种中的一种：元素形成的单一相固态溶液，许多金属相形成的混合物，金属形成的金属互化物。固态溶液的合金其微结构有单一相，部分为溶液的合金则是有二相或二相以上，其分布可能是匀相，也可能不是匀相，依材料冷却过程的温度变化而定。金属互化物一般会有一种合金或纯金属包在另一种纯金属内。
合金被广泛应用。在某些情况下，金属组合可以降低材料的总成本，同时保留重要的性能。在其他情况下，金属的组合赋予组成金属元素协同性能，例如耐腐蚀性或机械强度。合金的例子有钢、焊料、黄铜、白镴、硬铝、青铜和汞合金。
在实际应用中，合金成分通常以质量百分比来衡量，在基础科学研究中，通常以原子分数来衡量。根据形成合金的原子排列，合金通常分为替代合金或间隙合金。
合金是化学元素的混合物，它形成不纯的物质（混合物），保留了金属的特性。合金与不纯金属的区别在于，它含有合金、主要金属或基底金属，这种金属的名称也可以是合金的名称。其他成分可以是金属，也可以非金属，但是当与熔融基底混合时，它们将是可溶的并会溶解在混合物中。合金的机械性能通常与其单一成分的机械性能有很大不同。通常非常软（可延展）的金属，如铝，可以通过与另一种软金属如铜合金化来改变。虽然这两种金属都非常柔软和有延展性，但最终的铝合金将具有更大的强度。在铁中加入少量非金属碳，以其巨大的延展性换取一种叫做钢的合金的更大强度。由于钢的强度非常高，但仍具有相当大的韧性，并且能够通过热处理而发生很大的变化，因此钢是现代应用中最有用和最常见的合金之一。通过在钢中添加铬，它的耐腐蚀性可以得到增强，从而产生不锈钢，而添加硅将改变它的电特性，从而产生硅钢。
有些合金，如银和金组成的银合金，是天然存在的。陨石有时由天然存在的铁和镍合金组成，但不是地球上的天然产物。人类制造的首批合金之一是青铜，它是锡和铜的混合物。青铜对古代人来说是一种非常有用的合金，因为它比组成其任何一种单一成分都要坚固和坚硬得多。钢是另一种常见的合金。然而在古代，它只能作为铁制造过程中在火（熔炼）中加热铁矿石的意外副产品而产生。其他古代合金包括白镴、黄铜和生铁。在现代，钢铁可以以多种形式制造。碳钢可以通过仅改变碳含量来制造，生产软合金如低碳钢或硬合金如弹簧钢。合金钢可以通过添加其他元素制成，例如铬、钼、钒或镍，从而形成合金，例如高速钢或工具钢。少量锰通常与大多数现代钢形成合金，因为它能去除有害杂质，如磷、硫和氧，这些杂质会对合金产生有害影响。然而，大多数合金直到20世纪才出现，例如各种铝、钛、镍和镁合金。一些现代高温合金，如因科镍铬不锈钢、镍铬耐热合金和哈斯特洛伊耐蚀镍基合金，可能由许多不同的元素组成。
在实践中，一些合金的主要用途是它们的基底金属，因此主要成分的名称也被用作合金的名称。例如，14k金是金与其他元素的合金。同样，珠宝中使用的银和作为建筑结构材料的铝也是合金。
术语“合金”有时在日常用语中被用作特定合金的同义词。例如，由铝合金制成的汽车车轮通常简称为“合金车轮”，尽管事实上钢和大多数其他实际使用的金属也是合金。钢是如此常见的合金，以至于许多由它制成的物品，如轮子、桶或大梁，都被简单地称为物品的名称，默认它是由钢制成的。当由其它材料制成时，它们通常是这样指定的（即:“青铜轮”、“塑料桶”或“木梁”）。
与纯金属不同，大多数合金没有单一的熔点，而是一个熔点范围，在这个范围内，材料是固相和液相的混合物（半固熔体）。熔化开始的温度称为固相线，熔化刚刚完成的温度称为液相线。对于许多合金来说，有一种特定的合金比例（在某些情况下超过一种），称为共晶混合物或包晶成分，这使得合金具有独特的低熔点，并且没有液体/固体半融熔转变。
合金元素被添加到基底金属中，以引入硬度、韧性、延展性或其他所需的性能。大多数金属和合金可以通过在其晶体结构中产生缺陷来加工硬化。这些缺陷是在塑性变形过程中通过锤击、弯曲、挤压等产生的永久性改变，除非金属再结晶。另外，一些合金也可以通过热处理改变其性能。几乎所有的金属都可以通过退火软化，退火使合金再结晶并修复缺陷，但通过控制加热和冷却硬化的金属并不多。许多铝、铜、镁、钛和镍的合金可以通过某种热处理方法得到一定程度的强化，但很少能像钢一样对此做出同样的反应。
白镴一词涵盖了主要由锡组成的各种合金。作为一种纯金属，锡太软了，不能用于任何实际用途。然而，在青铜时代，锡对于欧洲和地中海许多地方来说是稀有金属；因此，它的价值通常高于黄金。用锡制作珠宝、餐具或其他物品时，通常会与其他金属合金化，以增加其强度和硬度。这些金属通常是铅、锑、铋或铜。这些溶质有时以不同的量单独加入，或一起加入，制成各种各样的物品，从实用物品如盘子、手术工具、烛台或漏斗，到装饰物品如耳环和发夹。
合金钢
有色合金是那些不含铁的合金。尽管第一批合金，青铜和黄铜，以及铅合金、白镴和其他合金已经使用了数千年，但它们都是由相当不活泼的金属制成的，可以在明火上熔炼。在18世纪，安托万·拉瓦锡帮助建立了燃烧的氧理论，取代了自中世纪晚期起就已经失效的燃素理论。氧气理论有助于解释金属氧化（即生锈）等现象，以及岩石矿石受热时如何转化为金属。拉瓦锡预测，许多土壤、盐和碱都含有对氧气反应性太强的金属基，无法用常规方法熔炼；例如明矾，一种自古以来就使用的盐。他的工作最终引出元素周期表，这有助于确认这些“缺失金属”的存在。