传统钢铁技术体系的定型，是唐宋时期金属技术发展最突出的成就。苏颂《图经本草》称：“初炼去矿，用以铸■器物者为生铁，再三销拍可作鍱者为鑐铁，亦谓之熟铁。”唐初仍有部分农具用生铁铸就。但到宋代，锄、耙等铁农具如河南白沙、山东临沂、江苏扬州等地所出已均由锻制。农具制作由铸制改为锻制这一历史性转变，对宋代农业生产的发展是起了重要作用的。

　　宋代称炼铁炉为蒸矿炉。河南南召县草店、下村、庙后村、朱砂铺发现宋代炼铁竖炉14 座，均用耐火石砌筑，炉径2—3 米。邯郸矿山村宋代炼铁炉保存较好，炉壁残存高近6 米，底径3 米。炉体呈鼓形，腹径较底径为大，自炉腹至炉顶逐渐收缩。河南林县铁牛沟宋冶铁遗址有炉址11 座。炉的内径自0.9 米到2.6 米不等，多依山坡修筑，于坡上建平台装料。阿城金代冶铁遗址所出炼铁炉也依山岗修建，炉膛截面略呈梯形。近处并有矿井10 余个，最深达40 米，井内残存坑木、柳条筐、铁锤、铁钎和陶灯盏等。由上可知，至迟到宋代，炼铁竖炉的内形已略近现代高炉，具有炉腹角和炉身角。这种炉型有利于炉气合理分布，使炉况顺行，炉龄得以延长，是炼铁竖炉的重大改进。苏轼《石炭行》诗中记徐州煤矿云：“南山栗林渐可息，北山顽石何劳锻。”河南安阳唐坡出土的9 块宋代铁锭，经分析含硫1.075％。对河南登封、新郑、密县等地所出42 件宋代铁器所作分析表明，其中大多数含硫较高，应为煤炭所炼。陆游《老学庵笔记》卷1 云：“北方多石炭，南方多木炭，而蜀又有竹炭。..邛州出铁，烹炼利于竹炭，皆用牛车载以入城，予亲见之。”

　　传统制钢术以灌钢为最重要和最具特色。沈括《梦溪笔谈》称：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，封泥炼之，锻令相入，谓之团钢，亦谓之灌钢。”这是古代文献中首次使用“团钢”、“灌钢”二词。它比东魏、北齐间綦毋怀文的宿铁法减少了灌炼次数，又用封泥造渣和保护，显有改进。百炼钢的制备工艺也首见于《梦溪笔谈》：“但取精铁，锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也。”宋曾敏行《独醒杂志》又记载一种独特的制钢术：“（湖南苗族）其俗举子，姻族来劳视者，各持铁投其家水中。逮子长授室，大具牛酒，会其所尝来往者，出铁百炼，尽其铁以取精钢。刀成铦利绝世，一挥能断牛腰。”类似的制钢术，西班牙西北部的塞尔忒人也使用。

　　宋代有色金属冶炼的杰出成就首推胆铜法。西汉《淮南万毕术》已有“曾青得铁则化为铜”的记述。《抱朴子》也说：“以曾青涂铁，铁赤，色如铜。”可见，古人对铁与铜盐的金属置换作用早有认识。作为提取纯铜的水法冶金工艺，胆铜法在宋代得到很大发展，并成功地用于生产。宋哲宗时（1086—1100），张潜在信州、饶州等地设场用胆水炼铜，并著有《浸铜要略》一书。据《宋会要辑稿》记述，北宋时期用胆水炼铜的冶场有11 处，分布于广东、湖南、江西、浙江、福建等省，其中最著名的是信州铅山、饶州德兴和韶州岑水，并称三大场。据李心传《建炎以来朝野杂记》记载，大观年间（1107—1110）岁收铜660 万斤，内有胆铜百万余斤，可知北宋时胆铜产量约占铜总产量的15—20％。南宋的铜主要来自江南地区，胆铜所占比重更达到85％左右。

　　用铁浸泡在胆水中置换金属铜，称作浸铜。若胆水不充盈，可用含胆矾的矿土沤泡过滤得到胆水，再置换得铜，称作淋铜。

　　宋洪咨夔《大冶赋》记述浸铜、淋铜工艺甚详：浸铜段称：“铅山兴利，首鸠僝功”，即浸铜最早由信州铅山场和饶州兴利场实施。“胆随味而不同，青涩苦以居上，黄醯酸而次中”，“泛浮沤而异容，赤间白以为贵，紫夺朱而弗庸”，是说由色泽和味感来辨别胆水质量的高下。“乃破不轑之釜，乃碎不湘之釜”，则指铁片由废弃的铁釜、铁锅破碎得来。中国是世界上最早发明和使用水法冶金的国家。胆铜法的成熟与推广是宋代矿冶业的重大成就。

　　在火法炼铜方面，《大冶赋》是最早记述“硫化矿—冰铜—铜”工艺的文献。赋中所载“乌胶”、“金星”、“蔌花”、“丹沙”、“鼠结”、“鸡燋”等矿物，据研究，应分别指黑铜矿（CuO）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）。采矿时，使用火爆法（“宿炎炀而脆解，纷剞劂而巧断”）。矿物含硫高，须经多次焙烧去硫，再反复烹炼，依次得到品位不同的冰铜（锍，铜、铁的硫化物的机械混合体），再经精炼得铜和用灰吹法提取金属银（“銗再炼而粗者消，鈲复烹而精者聚”，“排烧而汕溜倾，吹拂而翻窠露”）。镍白铜是中国古代有色金属冶炼的又一项杰出成就。除此之外，还有砷白铜即铜砷合金的制备。北宋何薳《春渚纪闻》卷10 记薛驼用砒粉点铜：“其药正白而加光璨，取枣肉为圆，俟熔铜汁成，即投药坩埚中，须臾铜中恶类如铁屎者胶着埚面，以硝搅之，倾槽中，真是烂银。”这一工艺延至明清时期仍广为应用，见于《本草纲目》、《天工开物》等典籍。

　　钱币铸造至北宋达到巅峰，无论在合金配制的规范化、铸钱工艺的定型和钱文的摹写等方面都有重大的进展。

　　近年来，赵匡华、华觉明、戴志强、周卫荣、水上正胜等曾先后分析了近400 枚北宋铜钱，绝大多数的铜含量在62—68％之间，铅在22—29％之间，锡在7—12％之间，各年号、各钱监所铸铜钱的成分相当接近；其中，太平通宝、天禧通宝的化学成分又与《宋史·食货志》所载制度相契合。这些都表明北宋时期迄至真宗时（998—1022），铸钱工艺规范的实施是控制得很严格的。钱法大坏是始自徽宗时（1101—1125），由于军事连年失利，经济濒临崩溃，铸钱时以铅充铜、锡，钱质变劣，急剧贬值，这从实物检验也得到了证实。