分黑色金属和有色金属两大类。铁和钢及其合金称黑色金属，黑色金属以外的统称为有色金属。有色金属又可分为重金属（铜、锌、镍、锡、铅等比重在5以上的金属）、轻金属（钠、钙、镁、铝等比重在5以下的金属）、稀有金属（钛、钒、铌、钽等）及贵金属（金、铂、银等）四类。目前已经发现的105种化学元素中，83种是金属元素。

金属材料具有良好的机械性能，不仅有足够的强度和硬度，绝大多数还有很好的塑性和韧性；还具有良好的物理性能（导电性、导热性、磁性等），且随着温度的升高，导电性降低，电阻率增大，即金属具有正的电阻温度系数。这是一切非金属所没有的一个特点；还具有良好的工艺加工性能，可经辗压、热轧、冷拉、切削、焊接等工艺制成所需形状和尺寸的工具或构件。由于金属材料具备这些性能，所以被广泛地用于制造各种生产工具、生活用具和武器等。水利建设中的电厂设备（水轮机、发电机）、送变电设备（电线、变压器、铁塔）、施工机械以及钢闸门、钢模板等都需要大量的钢材及部分有色金属材料。近年来正在迅速发展的宇宙航行、原子能等尖端工业更需要许多具有特殊性能的金属材料。

钢是含碳量0.0218～2.11%的铁碳合金，并含有少量的硅、锰、磷、硫等元素。通常分碳素钢和合金钢两大类。由炼生铁直接炼得的钢叫碳素钢，按磷、硫杂质的含量分普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质钢三类，按含碳量可分为低碳钢（含碳量小于0.25%）、中碳钢（含碳量0.25～0.60%）和高碳钢（含碳量大于0.60%）。为了改善钢材的性能，在碳素钢冶炼时加进某种主加元素或同时加有辅加元素炼得的钢叫合金钢。按钢材中所含合金元素的总量分低合金钢（合金元素总含量不超过5%）、中合金钢（总含量为5～10%）和高合金钢（总含量大于10%）。合金钢与碳素钢相比，具有良好的热处理工艺（使钢材在固体状态下，加热到一定的温度，保温一段时间，再以一定的速度和方式冷却，达到改善钢材性能的综合工艺）性能。通过热处理可以提高钢的淬透性，获得较高的强度和良好的塑性及韧性；合金钢还具有特殊的物理、化学性能，即高温强度性能、不锈耐酸性能、电磁性能等。常用的有锰钢、硅锰钢、铬钢、钛钢等。

水利工程中使用较多的是普通碳素钢和普通低合金钢（也称低合金高强度钢）。普通碳素钢按中国国家技术标准（GB-700-79）规定共分七个钢号，按供应保证的条件（机械性能和化学成分）分甲类钢、乙类钢和特类钢三种。普通低合金钢按（GB-1591-79）规定，共分十八种钢号。建筑用钢大多将钢材制成型钢使用，型钢分圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、钢轨、钢板、钢带、钢管、钢丝等。钢筋用于钢筋混凝土结构，有光面钢筋和螺纹钢筋，前者用普通碳素钢（3号钢）热轧制成。后者用普通低合金钢热轧制成。按（GB-1499-79）规定分为四级，是水利建设中使用较多的一种型钢。

金属材料的特性是由其原子的电子结构和原子间的结合方式决定的。金属原子的结合是紧密的有规则的排列，呈晶体结构，除少数十几种金属具有复杂的晶体结构外，大多数金属都具有三种典型的晶体结构——体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。金属材料的导电性、磁性等性能与结晶结构关系密切。由于实际金属中原子排列的不完整性，结晶结构中存在着缺陷（位错）。这些结构上的特点对金属材料的机械性能影响很大，也是进行热处理、冷加工等改善性能的基本条件。

金属腐蚀给国民经济带来巨大的损失，全世界每年腐蚀报废的钢铁约占产量的30%左右。腐蚀分两大类：化学腐蚀——金属表面与干燥气体、石油、酒精等非电介质接触而发生化学作用引起的腐蚀；电化学腐蚀——金属材料与电介质溶液接触时，由于金属表面的电化学不均匀性与周围介质形成微电池，由微电池产生的腐蚀。金属腐蚀主要是电化学腐蚀。防止腐蚀的主要措施有：表面防护——在金属材料表面用电镀、喷镀等方法镀上一层金属覆盖层也可以在表面涂上一层油漆或其他高分子涂料，还可用氧化处理和磷化处理使金属表面生成覆盖层；阴极保护——使金属材料受到阴极极化，消除其因电化学不均而产生的微电池的作用。常用外加电流法和牺牲阳极法来实现。