Metallurgie en smelten zijn misschien wel enkele van de belangrijkste innovaties in de menselijke geschiedenis, omdat ze transport, oorlogvoering, handel, landbouw en meer veranderden. Het smelten en het bewerken van metalen zorgde voor een valutasysteem en maakte de Industriële Revolutie - van stoom tot elektriciteit - mogelijk.
De metallurgie zoals deze vandaag bekend is, heeft zich in ongeveer 6.500 jaar ontwikkeld. De uitvinding en de daaropvolgende ontwikkeling van de metallurgie en het smelten waren gebaseerd op beschavingen voor wapens, gereedschappen, landbouwinstrumenten, huishoudelijke artikelen, versieringen, enz. De eerste gebruikte metalen waren goud, zilver en koper, aangezien deze in hun oorspronkelijke of metalen staat. De allereerste vormen waren waarschijnlijk goudklompjes die werden aangetroffen in het zand van rivierbeddingen. De eerste bekende koperen artefacten werden gevonden in Irak en dateren van 8700 v.Chr. Tegen het einde van het stenen tijdperk werden deze metalen decoratief en praktisch gebruikt. Er werd ontdekt dat goud door koud hameren in grotere stukken kon worden gevormd, maar koper kon dat niet. Beginnend rond 7000 vGT begonnen Neolithische volken koper te slaan in ruwe messen en sikkels; deze tools duurden langer dan stenen werktuigen en waren net zo effectief. Egyptenaren maakten vanaf ongeveer 3000 vGT wapens uit meteoorijzer. Tussen het stenen tijdperk en de bronstijd vond een overgangsperiode plaats die genoemd is naar de combinatie van de materialen koper en steen - de Chalcolithische Periode.
De ontdekkingen dat metalen zoals koper uit het erts konden worden geëxtraheerd door het metaal boven het smeltpunt te verhitten en dat dergelijke metalen konden worden gevormd door smelten en gieten in mallen, waren van cruciaal belang om tot het metaaltijdperk te leiden. Het eerste metaal dat gesmolten werd, bevond zich in het oude Midden-Oosten en was waarschijnlijk koper. De vroegst bekende artefacten die door smelten en schimmels zijn gevormd, zijn koperen bijlen uit de Balkan die dateren uit het 4e millennium voor onze jaartelling. Ovens met gedwongen luchtstromen werden uitgevonden om de hoge temperaturen te bereiken die nodig zijn voor het smelten. De ovens werden van brandstof voorzien door kolen tot de 18e eeuw, toen cokes - een vast residu gevormd door het verhitten van bitumineuze kolen - in Engeland werd geïntroduceerd.
De volgende kritische ontdekking was dat de combinatie van koper en tin een superieure metaal - brons maakte. Servië gebruikte koper en tin om bronzen voorwerpen te maken, waarmee het begin van de Bronstijd wordt gemarkeerd. Verschillende soorten brons werden gemaakt voor verschillende doeleinden, en smeltingtechnologie verspreidde zich - waarschijnlijk door handel en migratie - van het Midden-Oosten naar Egypte, Europa en China. Tegen 2500 v.Chr., Was een techniek genaamd solderen - verbinden van metalen door smelten en vloeien van een vulmetaal in het gewricht - in gebruik, zoals blijkt uit het gouden drinkvat gemaakt voor koningin Puabi in de Sumerische stad Ur. Er zijn ook verschillende voorbeelden van deze techniek uit Troje en Egypte rond deze tijd. Deze techniek is nog steeds in gebruik.
Hoewel er geen manier is om precies het begin van de ijzertijd te bepalen, werden er in Hattic-graven ijzerdecorefacten gevonden uit 2500 v.Chr. Geleerden geloven dat de Hettieten het proces hebben uitgevonden om ijzer uit het erts te halen en een werkbaar metaal te vormen, hoewel kleine stukken ijzer van nature in koperen smeltovens werden gemaakt. Tegen 1800 v.Chr. Was India begonnen met ijzer te werken en blijkbaar beschouwde het keizerlijke Rome India als uitstekende gietijzeren arbeiders. Anatolië maakte op grote schaal ijzeren wapens, en dit wordt dus typisch beschouwd als het ware begin van de IJzertijd. Tegen 1000 vGT werd ijzerwerk in Europa geïntroduceerd en het gebruik ervan strekte zich vrij westelijk uit. De ijzerproductie bereikte Groot-Brittannië ten tijde van de Romeinse invasie, rond 55 vGT. Hoewel sommige regio's de technologie zelfs niet hadden geïmplementeerd, duidt het bewijs erop dat andere regio's verhardingsprocessen gebruikten om de scherpte van zwaarden te verbeteren, enz. Ook tegen die tijd was Oost-Afrika begonnen met staal te werken.
Gehard martensiet werd gevonden in Galilea, daterend uit ongeveer 1200 v.Chr. Tempereren verhoogt de taaiheid van legeringen zoals staal en gietijzer. Grote hoeveelheden staal werden geproduceerd in Sparta tegen 650 v.Chr. En met 600 v.Chr. Werd wootz-staal geproduceerd in India. De volgende paar honderd jaar werden veel ontwikkelingen in de metallurgie-industrie gezien; Song, China creëerde een methode om minder houtskool te gebruiken in een hoogoven; de Romeinen verbeterden mijnorganisatie en administratie; Oost-Azië vond het proces uit dat later het Bessemer-proces werd genoemd. Vanaf 1623 na Christus had de wet van Pascal invloed op de warmtebehandeling van metaal en de eerste ijzergieterijen werden opgericht in het VK in 1700 na Christus. De vlamboogoven werd ontwikkeld in 1907 AD. Er werden nog veel meer ontwikkelingen gemaakt, waaronder de publicatie van metallurgische kennis in het boek De Re Metallica in de 16e eeuw door Georg Agricola, die wordt beschouwd als de 'vader van mineralogie'. Tegenwoordig worden sommige van deze technieken nog steeds gebruikt, hoewel er veel ontwikkelingen zijn doorgevoerd om het proces te moderniseren.