Metallit tunnetaan parhaiten niiden lujuudesta, sitkeydestä, lämmönjohtavuudesta, sähkönjohtavuudesta, muovattavuudesta ym. metallisista ominaisuuksista. Nämä mekaaniset ominaisuudet kuvaavat materiaalin kykyä vastata niihin kohdistettuun voimaan siten että voima saa aikaan jonkin pysyvän muutoksen materiaalissa, esimerkiksi jännitys saa muodon muuttumaan ennen murtumaa. Fysikaalisiin ominaisuuksiin kuuluvat sähköiset, lämpötekniset, optiset, magneettiset ja elastiset ominaisuudet.
Koneenrakentaja tarkastelee metalleja yleensä mekaaniselta, tekniseltä ja taloudelliselta kannalta. Teknillisesti häntä kiinnostavat metallien erilaiset mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet. Taloudellisesti häntä kiinnostaa sekä valmistuksen että tulevan käytön kannalta mahdollisimman edullinen ratkaisu. Metallien rakenteella on suuri merkitys mm. kovuuteen, myötörajaan, murtolujuuteen, venymään, väsymis- ja virumislujuuteen, sähkön- ja lämmönjohtavuuteen.
Tutkimuksissa halutaan usein selvittää metallien ominaisuuksien kirjosta vaikkapa myötö- ja murtolujuus, mitä tietoa käytetään suoraan rakennesuunnittelussa tai soveltuvuudesta tuotantoon. Joskus on tilattu terästä joka ei vastaa ominaisuuksiltaan sitä mitä odotettiin ja halutaan varmistaa teräksen laatu. Tällöin voidaan mekaanisten testien lisäksi tutkia mikrorakenne ja alkuainekoostumus, sillä näistä voidaan jo sanoa paljon vastaako teräs sitä mitä on tilattu.
