大多数金属矿石是含有杂质的金属化合物，主要是氧化物和硫化物。含杂质少的天然矿石可以直接进入冶炼过程；杂质多的则先经过精选富集成为精矿再行冶炼。氧化物矿石多用焦炭及其燃烧产生的一氧化碳气在竖式或卧式炉、窑中还原，少数用氢或甲烷等还原。硫化物矿石则一般先在氧化气氛的炉、窑中焙烧，将硫氧化为SO2,随气流排出并被收集，然后再处理留存的金属氧化物。冶炼机械主要包括与所冶炼的矿石相适应的各种炉、窑和配套的上料、出料、铸锭和冶金车辆等设备，有人将处理精矿的烧结设备或球团设备等也包括在内。某些金属矿石采用湿法提炼（包括化学浸出、电解、细菌分解等）。湿法提炼的优点是回收率高、能耗少，较适用于难选、难熔的贫矿石和稀有金属的提炼。湿法提炼所采用的机械设备有萃取器、电解设备、高压釜、过滤机、离心分离机等。