La fusion est le terme général qui désigne l'obtention d'un métal à partir de son minerai naturel. L'or est une exception car on le trouve généralement sous forme de métal pur. D'autres métaux, comme le fer, le cuivre, le zinc et l'argent, doivent être obtenus à partir de leur minerai.
Le processus de fusion consiste toujours à chauffer le minerai, et peut également utiliser un agent réducteur comme le coke ou le charbon de bois. La plupart des minerais sont des oxydes, des sulfures ou des carbonates. Ce procédé permet d'éliminer la partie non métallique, laissant le métal derrière lui. Les minerais ne sont pas purs, on y ajoute donc un fondant pour éliminer les impuretés. Le calcaire est le flux habituel à cet effet. Il élimine les impuretés sous forme de scories.
En outre, chaque métal a ses propres méthodes. La production de fer à partir de son minerai se fait dans un haut fourneau. La production de zinc ou d'aluminium à partir de leurs minerais nécessite (en plus de la chaleur) une électrolyse.
Le fer est fondu à partir du minerai de fer dans de grands réacteurs appelés hauts-fourneaux. Un haut-fourneau est une haute structure verticale qui est alimentée en coke, en minerai de fer et en calcaire. Lorsque de l'air chaud est soufflé dans le haut fourneau, le coke brûle et réduit l'oxygène du minerai, produisant du fer nu et du dioxyde de carbone. Le calcaire se lie à la roche mère restante. Le fer fond à chaud et est extrait en phase liquide dans le fond. Il est ensuite transformé en acier. Le calcaire et le socle rocheux forment un composé appelé scories. Il peut être utilisé pour fabriquer des briques, du béton ou des revêtements routiers. Parmi les méthodes antérieures, on peut citer Bloomery.
L'aluminium est fondu dans des fours électriques appelés fours à arc. Le minerai d'aluminium est versé au fond du four et le courant électrique est conduit à travers le minerai. La température s'élève si fort que l'oxygène se sépare, laissant l'aluminium métallique.
Le cuivre est versé sur une flamme nue qui brûle le soufre et d'autres impuretés, laissant le cuivre brut. L'électrolyse utilise le courant électrique pour séparer le cuivre dans de grands bassins, qui contiennent une solution aqueuse appelée électrolyte. Un courant électrique est conduit dans la piscine, et tout le cuivre s'accumule sur l'électrode appelée cathode.
La métallurgie et surtout la fusion sont des éléments clés des premières civilisations. Les premières preuves de la fusion du cuivre datent de 5500 à 5000 avant J.-C. Les sites se trouvent à Pločnik et à Belovode, en Serbie.
