冶金工程作为一门重要的工具性学科，其特点是从矿石等资源中提取金属或化合物，并制成具有良好的使用性能和经济价值的产品。与此同时，冶金工程是国民经济建设的基础，是国家实力和工业发展水平的标志，它为机械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工业、国防军工等各行各业提供所需的材料产品。现代工业、农业、国防及科技的发展对冶金工业不断提出新的要求并推动着冶金学科和工程技术的发展，反过来，冶金工程的发展又不断为人类文明进步提供新的物质基础。

按照教育部的划分，冶金工程学科分为3 个二级学科，即冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金。对于相关专业人员来说，冶金物理化学是冶金工程的应用理论基础，钢铁冶金与有色金属冶金是具体的应用方向。然而，冶金工程是一门典型的交叉科学，对于现代冶金工程来说，研究人员和学生只掌握冶金物理化学等基础知识是不够的。近年来，冶金工程领域与材料工程、环境工程、矿业工程、控制工程、计算机技术等工程领域及物理、化学、工程热物理等基础学科密切联系，相互促进，共同发展。解决从实验室的基础研究到工业化应用整个过程的关键科学问题，提供先进的工业化技术和各种功能化产品以满足高新技术产业的发展和提高人民生活质量，并最大限度实现节能减排。

我国冶金工程学科的发展不仅时刻瞄准本学科的国际前沿，而且紧密围绕国家科学发展中长期规划和重大需求，不断创新和进取。随着我国传统冶金工业结构的调整，以及材料、纳米、信息、机械等学科高新技术的迅速发展，我国冶金工程学科的基础研究取得了巨大的进步和发展。与此同时，冶金工程领域的研究队伍也在不断壮大，研究水平在快速提高，研究思路在不断拓展和创新，成功实现工业化的案例也越来越多。随着冶金工程学科的不断发展，以及与相关学科的交叉融合，新的冶金物理化学学科包括了冶金热力学与热化学、冶金动力学与过程强化、冶金熔体、冶金电化学基础理论及电化学工程、有色金属二次资源化学、材料物理化学与新能源材料、纳米材料制备物理化学、资源与环境的物理化学、绿色冶金与材料制备的物理化学、冶金非线性理论、外场作用的冶金物理化学、生物冶金物理化学、冶金物理化学研究的新方法、新测试技术和新仪器等。这是冶金工程体系自我完善和变革的需求，也是国家基础工业科学技术产业发展的需求。

同时，作为我国国民经济建设的支柱产业，冶金工业也是环境重要的污染源。为了促进冶金工业的绿色健康发展以及环境保护事业的进步，如何最大限度地实现“节能、降耗和减排”就成了冶金工业的主要目标之一。在工艺技术上要重点研发钢铁工业节能、环保、清洁生产技术的系统解决方案，并以一些薄弱环节为重点，加强研发。要研究烧结烟气综合治理、焦炉煤气合理利用技术、焦化水的系统处理以及减少CO? 排放的低碳冶炼和短流程工艺技术，在产业链延伸和管理上要加强对产品全生命周期的评价和全方位的管理，把设计、采购、运输、生产、营销和产品回收利用有机地结合起来，尽量减少对环境的影响，以符合绿色化的发展方向。冶金工程学科作为国家支柱产业和重要基础学科，其重要的战略地位决定了在实现上述规划目标中所起的关键作用，我国经济社会的高速发展也为我国冶金工程学科提供了广阔的发展空间。

经过几十年的努力，我国冶金工程学科已初步形成了从基础研究到工业化应用的一套比较完善的科技创新体系。我国已经先后批准建立了十余个冶金工程专业的一级学科博士点，形成了规模较大的冶金工程高等教育体系，批准建立5 个国家重点实验室，覆盖钢铁冶金新技术、粉末冶金、耐火材料、特殊钢冶金与制备、先进钢铁流程等多个领域。

为了将冶金工程学科近二十年来从基础研究到工业化应用的成果奉献给我国冶金领域的研究工作者、教学人员，尤其是从事基础研究的青年学者，帮助他们更好地凝练化学工程学科近年来的核心科学问题，学习我国杰出冶金工作者如何从本学科拟展开研究领域的国内外现状出发，找出存在的主要科学问题和技术瓶颈，提出解决思路，以及如何通过深入的研究，取得创新性发现和突破性进展并走向工业应用的科学探究方法，国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程科学一处邀请我国活跃在我国冶金领域一线，且从事从基础研究到工业应用的杰出专家和学科带头人撰写他们的研究思路和成果。