冶炼是指从天然矿石中获取金属的总称。黄金是一个例外，因为它通常是作为一种纯金属被发现的。其他金属，如铁、铜、锌和银，则需要从其矿石中获取。
冶炼过程总是涉及到对矿石的加热，也可能使用焦炭或木炭等还原剂。大多数矿石是氧化物、硫化物或碳酸盐。这个过程去除非金属部分，留下金属。矿石并不纯净，所以需要添加助熔剂来带走杂质。石灰石是常用的助熔剂。它能将杂质以熔渣的形式去除。
除此之外，每种金属都有自己的特殊方法。从矿石中生产铁需要在高炉中进行。从其矿石中生产锌或铝则需要（除了加热）电解。
铁是在称为高炉的大型反应炉中从铁矿石中熔炼出来的。高炉是一个高大的垂直结构，里面装有焦炭、铁矿石和石灰石。当高炉中吹入热空气时，焦炭会燃烧并减少矿石中的氧气，产生裸铁和二氧化碳。石灰石会将剩余的基岩粘结起来。铁在高温下熔化，并在炉底以液相形式排出。然后被加工成钢。石灰石和基岩会形成一种叫做炉渣的化合物。它可用于制造砖、混凝土或道路顶板。早期的方法包括Bloomery。
铝在电炉中熔炼，称为电弧炉。将铝矿倒在炉底，电流通过铝矿。温度升高，氧气分离，留下金属铝。
将铜倒在明火上，烧掉硫磺和其他杂质，留下生铜。电解法是利用电流将铜分离在大池子里，池子里的水溶液叫电解液。在池中通入电流，所有的铜都会聚集在称为阴极的电极上。
冶金业，尤其是冶炼业是早期文明的关键。最早的铜冶炼证据可追溯到公元前5500年至公元前5000年之间。这些遗址位于塞尔维亚的普洛奇尼克和贝洛沃德。
