Metalurji veya Türkçesi metal bilimi; metalik elementlerin, metaller arası bileşiklerin ve alaşımların, fiziksel ve kimyasal davranışlarını inceleyen bir bilim alanıdır.

Metal bilimi, kimyasal ve fiziksel metalurji olmak üzere iki geniş kategoriye ayrılır. Kimyasal metalurji metallerin indirgenmesi, oksidasyonu ve metallerin kimyasal performansı ile ilgilidir. Kimyasal metalurjinin çalışma konuları arasında mineral işleme, metallerin çıkarılması, termodinamik, elektrokimya ve kimyasal bozulma (korozyon) bulunur. Aksine fiziksel metalurji ise metallerin mekanik ve fiziksel özellikleri üzerinde odaklanmaktadır. Fiziksel metalurjide incelenen konular arasında kristalografi, malzeme karakterizasyonu, mekanik metalurji, faz dönüşümleri ve arıza mekanizmaları vardır.

Tarihsel olarak metal bilimi, metal üretimine odaklanmıştır. Metal üretimi, metali çıkarmak için cevherlerin işlenmesiyle başlar ve ihtiyaca göre malzemeler eklenerek bir alaşım oluşturulur. Metal alaşımları genellikle iki farklı elementin karışımıdır ancak istenilen özellikleri elde etmek için metal olmayan elemanlar da alaşıma eklenebilir.