鋼鐵作為文明的重要標誌，具備很多其他材料沒有的性質。 鋼鐵等金屬異常堅硬和強韌， 十分適合製造工具、武器或者釘子及橋梁等建築構件。和易碎的陶瓷不同， 它們還具有可塑性，可以被拉成細絲用來綑紮、製造圍欄或者導電。很多金屬能夠耐受很高的溫度，可以各類製造高性能機器。
鋼鐵鑄就的建築鋼與鐵之歌
文明失落之後，我們需要儘快重新獲得的，不僅有鐵， 還有鐵和碳的合金——鋼。 鋼本質上是對含碳量質量百分比介於0.02%至2.11%之間的鐵碳合金的統稱，有著二者都不具備的優點。
碳的加入從根本上改變了金屬的性質， 而通過改變合金中碳的比例， 你可以控制鋼的強度和硬度，來滿足不同的使用需求。從碳含量的角度來說，鋼位於純熟鐵和易碎的生鐵(3%~4% 的碳）之間： 用於製造機械裝置或者結構鋼架的韌性鋼含有大約 0.2% 的碳，而用來製作滾珠軸承或者車床切削工具的特製硬鋼則含碳大約1.2%。
含碳量不同的鐵擁有不同的作用在實際生產中，鋼往往根據用途的不同含有不同的合金元素，比如：錳、鎳、釩等等。例如，標準的304不鏽鋼成分是 18 % 鉻加 8 % 鎳，而市面上常常有黑心商販以次充好，用便宜的201不鏽鋼假冒，以錳代鎳，這些不鏽鋼耐腐蝕性比較差且重金屬含量不明，不建議使用。
市面上經常用廉價的201來冒充304不鏽鋼鋼鐵的冶煉
首先，礦石冶煉出來的是生鐵，也稱為鑄鐵，並不是真正意義上的鋼鐵。生鐵有一個很大的弱點：這種金屬含碳量高，工業生鐵含碳量一般在2.11%--4.3%，並含C、Si、Mn、S、P等元素，堅硬、耐磨、鑄造性好，但十分易碎。
明宋應星《天工開物·五金》：「凡鐵分生、熟，出爐未炒則生，既炒則熟。生熟相和，煉成則鋼。……若造熟鐵，則生鐵流出時相連數尺內，低下數寸築一方塘，短牆抵之。其鐵流入塘內，數人執持柳木棍排立牆上，先以汙潮泥曬乾，舂篩細羅如面，一人疾手撒扌豔，眾人柳棍疾攪，即時炒成熟鐵。其柳棍每炒一次，燒折二三寸，再用則又更之。炒過稍冷之時，或有就塘內斬劃成方塊者，或有提出揮椎打圓後貨者。」也就是說，要鑄造鋼鐵，還需要將鐵礦石從生鐵繼續鍛造鍛打，直到成為熟鐵或鋼。
煉鐵爐是用摻鹽的泥土砌成的，原始煉鐵爐的總體設計與燒石灰用的窯類似。 爐中裝滿層層木炭燃料和經過粉碎的鐵礦石。 一些石灰石混在礦砂中充當溶劑，降低鐵礦的熔點，令其在爐中變成液體， 吸收金屬中的雜質。
天工開物中關於煉鐵的描述鐵礦石化成了鐵水之後，就會從煉鐵爐腰孔中流出來，這個孔要事先用泥塞住。約4-8小時可出一次鐵水，之後需立即用叉撥泥把孔塞住，然後再鼓風熔煉，如此反覆。
如果是造供鑄造用的生鐵，就讓鐵水注入條形或者圓形的鑄模裡。如果是造熟鐵，便在離爐子幾尺遠而又低幾寸的地方築一口方塘，四周砌上矮牆。讓鐵水流入塘內，幾個人拿著柳木棍，站在矮牆上。事先將汙潮泥曬乾，舂成粉，再篩成像麵粉一樣的細末。一個人迅速把泥粉均勻地撤播在鐵水上面，另外幾個人就用柳棍猛烈攪拌，這樣很快就炒成熟鐵了。柳木棍每炒一次便會燃掉二三寸，再炒時就得更換一根新的。炒過以後，稍微冷卻時，有的人就在塘裡劃成方塊，有的人則拿出來錘打成圓塊，然後出售。
冶煉鋼鐵的普遍原理是去除氧、 硫或者其他礦砂中與金屬結合的元素。 這需要能夠產生高溫的燃料、一種還原劑和一種溶劑。木炭（或者焦炭）能夠完美地實現前兩項功能： 它燃燒劇烈， 而且在熔爐中燃燒時能夠釋放出一氧化碳， 這是一種強還原劑，可以奪走礦砂內的氧，留下純金屬。
中國古代鋼鐵技術
中國人早在公元前東漢時期就發明了鼓風爐（一千五百多年後， 鼓風爐才在歐洲出現）， 後來用水力驅動的活塞風箱改進了設計。為了更加高效地獲得高溫，可以用從煙道排出的炙熱可燃廢氣預熱鼓風氣流。 鼓風爐內的初熔鐵吸收大量的碳，熔點在碳的作用下降低到大約 1200 °c。金屬液化後可以從爐子底部流出，經過地面上鑿刻出的渠道， 進入成排的鑄塊模中冷卻。最終得到的是生鐵。
古代利用槓桿、齒輪和水力製作的鼓風爐如果你的熔煉爐溫度不夠高，沒有煉出成型的鐵，就需要將海綿狀的金屬團塊取出，在鐵砧上反覆錘打，使鐵質融合在一起，敲榨出剩餘的礦渣。為了讓這種純鍛鐵有足夠的強度來製作有用的工具，必須將其與木炭混合，再次加熱到高溫， 使其吸收一些碳，再拿到鐵站上去鍛打。通過反覆摺疊和砸平，你實際上是在攪拌這種固體的材料，製造出可以鍛打成最終形狀的均質鋼材。
現代煉鐵技術
古代的煉鋼效率低，傳統鋼的製取都是一項高成本低效率的工作，制約著工業的發展，直到 19 世紀貝氏煉鋼法發明。貝氏轉爐是一種內壁襯有防火磚的巨大梨型桶，裝在一根軸上，因此可以被傾倒。轉爐中裝著熔化的生鐵， 空氣從底部的孔中被泵入，就像是冒泡的水族箱通風器一樣。過多的碳與氧氣反應，釋放出二氧化碳氣體，其他雜質也被氧化，作為礦渣被刮除。幸運的是， 碳燃燒時釋放的熱量足以令鐵一直保持融化狀態。後來又技術改進，出現純氧頂吹轉爐，它解決了鋼中氮和其他有害雜質的含量問題，使質量接近平爐鋼，同時減少了隨廢氣（當用普通空氣吹煉時，空氣含79 %無用的氮）損失的熱量，可以吹煉溫度較低的平爐生鐵，因而節省了高爐的焦炭耗量，且能使用更多的廢鋼 。由於轉爐煉鋼速度快（煉一爐鋼約10min，而平爐則需7h），負能煉鋼，節約能源，故轉爐煉鋼成為當代煉鋼的主流。
現代的轉爐煉鋼法貝氏轉爐煉鋼法是歷史上第一種以較低的成本大規模製造鋼材的方法，使得鋼以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用最多的材料之一，是建築業、製造業和人們日常中不可或缺的成分。
現代蓬勃的煉鐵工業