人们从烧陶工艺中，掌握了高温技术，并把它用于冶炼铜矿石、铁矿石等而出现了冶金技术。人们开始用金属代替石器和陶器，实现了生产工具的革命。于是，在人类历史上继新石器时代以后，相继出现了青铜器时代和铁器时代。
铜：
在人类使用的金属中，首先被加工利用的是天然红铜，从中国什肃武威的齐家文化遗址中发掘出的铜刀、铜锥、铜凿和铜环等多种天然红铜器，经光谱分析，其含铜量达99．8％。在埃及和美索布达米业的最古老的文化遗址中，也曾发现被熔铸和冷锻成的红铜器。
天然铜往往夹杂在铜矿石中，仅不可多得。由于孔雀石、蓝铜矿等常与天然铜一起出现，并与铜锈有类似的颜色．就容易使人产生由此及彼的联想，了解到孔雀石等是由铜转化的。于是，人们使逐步摸索到将制陶的高温技术施于铜矿石，从而获得了金属铜，开始掌握了铜的冶炼技术。此后冶炼时，由于锡、铅等引入其间而获得了青铜合金。公元前一千多年的早商时期中国便开始出现青铜。青铜合金与红铜比较，熔点低，硬度高，具有更好的铸造性能，因而被广泛应用。商代活期，青铜技术达到了鼎盛时期。那时己能分别从铜矿石、锡矿石、铅矿石中炼出铜、锡、铅，然后再按一定比例的配方炼出青铜。战围时的《考工记》是世界上第一部总结冶金工艺的著作，书中提出的配方规律大体上是合理的。河南安阳出土的司母戊鼎，是已发现的世界上最大的古青铜器，重875公斤，通斗高1.33米，宽0.77米，长1.10米。经化验，含铜84.77％，锡11.64％，铅2.72％。司母戊鼎的铸造工艺，有力地说明了当时铸造水平的高超和中国古代劳动人民的勤劳智慧。
在埃及发现了埋藏有刀、锯、斧、锄等青铜器的古墓。在印度也发现了青铜斧的古迹。经考证，埃及和印度在公元前三千年已进入了青铜器时代。在西欧和苏联也发现了青铜时代铜矿竖井式开采的遗址。
中国古代不仅用火法炼铜，还发明了水法炼铜。早在西汉《淮南万毕术》里就提到“曾青[即2CuCO3•Cu(OH)2]得铁则化为铜。”东汉成书的《神农本草经》里也记载：“石胆[即CuSO5•5H2O]能化铁为铜。”这种现象到了唐末就运用到生产中去了，在宋代成为一种重要的生产铜的方法。中国的水法冶金技术，在化学史上是—大贡献。
