Η μεταλλουργία είναι μια πολύπλοκη χημική διαδικασία με σκοπό την παραλαβή ενός μετάλλου από ένα ορυκτό. Ως διαδικασία απαιτεί εξειδικευμένες επιστημονικές και τεχνολογικές γνώσεις καθώς και τη χρήση ειδικών εγκαταστάσεων. Περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια: τον εμπλουτισμό του μεταλλεύματος, τη χημική κατεργασία και τον καθαρισμό του μετάλλου.

Κατά τον εμπλουτισμό το μετάλλευμα απαλλάσσεται από διάφορες προσμίξεις, όπως χώμα, πέτρες κ.λπ. Αυτό μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορες τεχνικές όπως η χρωματική διαλογή με τα χέρια, το κοσκίνισμα, η έκπλυση με νερό και η επίπλευση. Άλλη μια τεχνική που μπορεί να εφαρμοστεί είναι αυτή του μαγνητικού διαχωρισμού.

Η χημική διεργασία αποτελεί το σπουδαιότερο στάδιο της μεταλλουργίας. Κατά το στάδιο αυτό παραλαμβάνεται το μέταλλο από το μετάλλευμα με χρήση ποικίλων τεχνικών. Η συνηθέστερη περίπτωση είναι η λήψη μετάλλων από τα οξείδια τους. Αυτή η περίπτωση απαιτεί σαφώς να αφαιρεθεί το οξυγόνο, κάτι που γίνεται εφικτό με τη χρήση αναγωγικών ουσιών, όπως είναι το μεταλλουργικό κωκ, το υδρογόνο και κάποια μέταλλα, όπως το αλουμίνιο. Υπάρχουν και ορισμένες περιπτώσεις όπου τα μέταλλα λαμβάνονται από τα άλατά τους με διάφορους τρόπους, όπως, για παράδειγμα, με ηλεκτρολυτική αναγωγή.

Το τρίτο και τελευταίο στάδιο της μεταλλουργίας είναι ο χημικός καθαρισμός. Το στάδιο αυτό βρίσκει εφαρμογή μόνο όταν το παραγόμενο προϊόν περιέχει ανεπιθύμητες προσμίξεις. Έτσι, εξασφαλίζεται η απομάκρυνση όλων των ξένων ουσιών που περιέχει το μέταλλο, οι οποίες δεν απομακρύνθηκαν με το δεύτερο στάδιο της χημικής κατεργασίας. Το τελικό προϊόν θα πρέπει πάντα να είναι καθαρό μέταλλο και για αυτό εφαρμόζονται επίσης διάφορες τεχνικές. Μία από τις πιο γνωστές μεθόδους για τον καθαρισμό του μετάλλου είναι η τεχνική της ηλεκτρόλυσης που συνήθως οδηγεί στην παραγωγή πολύ καθαρών προϊόντων. Έτσι, κατά τον ηλεκτρολυτικό καθαρισμό του χαλκού, ως κάθοδος χρησιμοποιείται καθαρός χαλκός, ως άνοδος το μη καθαρό μέταλλο και ως ηλεκτρολυτικό διάλυμα, διάλυμα θειικού χαλκού. Κατά την πορεία της ηλεκτρόλυσης μεταφέρεται ο χαλκός από την άνοδο διαμέσου του ηλεκτρολυτικού διαλύματος στην κάθοδο, ενώ οι προσμίξεις και οι ξένες ύλες πέφτουν στον πυθμένα του δοχείου.