Металлургия как технологический процесс трансформации материи возникла в эпоху неолита. Археологические находки на территории современной Сербии в районе Плочника демонстрируют свидетельства медной металлургии, датируемые 5500 годом до нашей эры. Древнейшие известные литые металлические изделия — медные топоры и украшения — обнаружены в Тепе-Яхья (Иран) и датируются V тысячелетием до нашей эры.

Переход от обработки самородных металлов к целенаправленной плавке руды произошел в регионе Плодородного полумесяца. Согласно исследованиям археометаллургов, технология выплавки меди из малахита и азурита разработана в Анатолии около 6000 года до нашей эры. Раскопки в Чатал-Хююке демонстрируют остатки глиняных печей и шлаков — побочных продуктов плавки.

Бронзовый век (3300-1200 годы до нашей эры) ознаменовал глобальную трансформацию технологий через сплавы. Циньские металлурги в Китае разработали состав бронзы с точным соотношением меди и олова — 5:1, что подтверждается химическим анализом артефактов из гробницы императора Цинь Шихуанди. В Месопотамии шумерские мастера из Ура создавали сложные литые изделия методом "потерянного воска", технология которого описана в клинописных табличках из библиотеки Ашшурбанипала.

Железная металлургия возникла независимо в разных регионах. Хеттские кузнецы в Анатолии около 1800 года до нашей эры первыми освоили технологию сыродутного процесса. Археологические свидетельства из Хаттусы включают печи для восстановления железа из руды при температуре 1200-1300°C. Распространение железных технологий в Средиземноморье связано с коллапсом бронзового века в XII веке до нашей эры, когда нарушились торговые пути поставки олова.

Средневековый период характеризовался развитием доменного процесса. Китайские металлурги эпохи Хань (206 год до нашей эры — 220 год нашей эры) создавали чугунные изделия, о чем свидетельствуют находки в раскопках металлургических комплексов в Хэнани. В Европе переход к доменному производству произошел в XIV-XV веках в регионах с развитой гидроэнергетикой — Штирии (Австрия) и Намюре (Бельгия).

Промышленная революция XVIII века трансформировала металлургию через научный подход. Абрахам Дерби в 1709 году на заводе в Коалбрукдейле (Англия) разработал технологию использования кокса вместо древесного угля, что позволило увеличить объемы производства чугуна. В 1856 году Генри Бессемер запатентовал конвертерный процесс, который снизил стоимость производства стали на 80%. Сидни Гилкрист Томас в 1878 году решил проблему обесфосфоривания, разработав основную футеровку конвертера, что сделало пригодными для металлургии фосфористые железные руды Лотарингии.

Современная металлургия базируется на точном контроле химического состава и структуры материалов. Разработка нержавеющей стали Гарри Брирли в 1913 году для оружейных стволов привела к созданию сплава с 12,8% хрома. Электронно-лучевая плавка, разработанная в 1907 году Вальтером Р. Р. фон Болтоном, позволяет получать металлы чистотой 99,999%. Лазерная аддитивная manufacturing, известная как 3D-печать металлами, создает детали с контролируемой пористостью и градиентными свойствами.

Научные исследования в области металлургии продолжают трансформировать технологические возможности. Изучение аморфных металлов (металлических стекол) началось в 1960 году с работ У. К. Чена в Калифорнийском технологическом институте. Высокоэнтропийные сплавы, содержащие пять и более элементов в приблизительно равных пропорциях, демонстрируют исключительную прочность и термостойкость, что подтверждено исследованиями Йеха Цзя-Вэя в Национальном университете Тайваня (2004 год).

Металлургические процессы остаются фундаментальными для технологического развития. Производство титана методом Кролла (1940 год) обеспечило аэрокосмическую промышленность материалом с соотношением прочности к весу 25-30 МПа·cm³/g. Современные никелевые суперсплавы позволяют газотурбинным двигателям работать при температурах до 1200°C, что на 300°C выше точки плавления чистого никеля.

Раскопки в Денисовой пещере на Алтае под руководством академика А.П. Деревянко выявили в 2008 году ранее неизвестный вид гоминид. Анализ ДНК из фаланги пальца, проведённый в Институте эволюционной антропологии Общества Макса Планка, показал генетическое расхождение с неандертальцами и современными людьми около 800 000 лет назад. В культурных слоях возрастом 50-70 тысяч лет обнаружены каменные орудия и украшения из бивня мамонта. Палеогенетические исследования 2021 года подтвердили гибридизацию денисовцев с Homo sapiens - у современных меланезийцев сохранилось до 6% их ДНК. На стоянке Кара-Бом выявлены мастерские по обработке камня с технологией леваллуа, датируемые 43-35 тысячами лет до нашей эры.