Metallidele on iseloomulik, et nende aatomite välimises elektronikihis on tavaliselt 1-2 elektroni, mis on tuumaga nõrgalt seotud. Aatomid loovutavad neid kergesti, muutudes ise positiivselt laetud ioonideks, püüdes siduda aktiivsemaid teiste materjalide elektrone või aatomeid.

Seetõttu metallidest (raud, vask, alumiinium jt.) on võimalik saada sulasolekus – kõrgetel temperatuuridel keemilisi ühendeid, millede koostisse võivad kuuluda ka mittemetallid (C, S, F, Si jt.). Selliseid mitmetest elementidest ja ühenditest – komponentidest koosnevat materjali nimetatakse sulamiks. Sulami nimetuse täpsustavad koostise põhikomponentide nimed nagu terasel – raud-süsiniksulam, pronksil – vase-pliisulam ja messingil – vase-tsingisulam.

Kõik metallid ja nende sulamid kuuluvad kristalliliste ainete hulka, kuna nende aatomid paiknevad ruumis korrapäraselt, aga mitte kaootiliselt nagu amorfsetel ainetel (klaas, vaik, plastmass jms.). Seega koosneksid metallid nagu väheliikuvate ioonide kogumist, mida ümbritsevad vabad elektronid, mis kergesti lähevad ühelt orbiidilt teisele.

Moodustub nagu “elektronigaas”, mis seob ühtseks kogu metalli massi, tõmmates enda poole mitut naaber iooni korraga.

Kui metallide siseehituse selgitamiseks nende aatomeid või ioone kujutada keradena – sfääridena ja ühendada nad mõtteliste sirglõikudega, siis saaksime ruumilise geomeetrilise kujundi nn. kristallvõre,. Enamasti on see kujund kuup või kuuetahuline prisma, kus aineosakesed paiknevad kindla korra kohaselt geomeetrilise kujundi tippudes ja diagonaalide lõikepunktides tahkudel või ruumis. Sellised kujundid – kristallvõred täidavad ruumi perioodiliselt kordudes kogu ainemassi ulatuses.

Ruumiline kristallvõre oma mõõtmetega a ja c, ning aatomite arvuga kui aine massis väikseim korduv geomeetriline element määrabki metalli siseehituse – struktuuri, millest sõltuvad aine tihedus ja materjali kõik omadused: mehaanilised, elektrilised, magnetilised, füüsikalis-keemilised, tehnoloogilised.

Metallide põhilised ruumilised kristallvõrede tüübid on järgmised:

1. Ruumtsentreeritud kuupvõre. Selle kristallivõre kujutatakse geomeetriliselt kuubina, mille igas tipus ja kuubi ruumidiagonaalide lõikepunktis paikneb üks aatom (joon. 1.1. a) esineb Fe, Cr, W, Va, Mo jt. metallidel.

2. Tahktsentreeritud kuupvõre, mille kuubilise kujundi igas tipus ja iga tahu diagonaalide lõikepunktis paikneb üks aatom (joon. 1.1.b). Selline võre esineb Fe, Al, Cu, Ni, Pb jt. metallidel.

3. Heksagonaalvõre (joon. 1.1.c). Selle kristallvõre geomeetriline kujund on kuuetahuline prisma, mille igas tipus ja mõlema põhja tsentris paikneb üks aatom ning kolm aatomit prisma sees ½ kõrgusel. Heksagonaalvõre esineb Mg, Zn, Ti, jt. metallidel.

Kuupvõre mõõtmed määrab serva pikkus a, mis erinevatel metallidel on (2, 8 – 6) x 10^-7 mm. Heksagonaalvõrel põhiparameetriteks on prisma põhjaserva pikkus a ja kõrgus c.

Tegelikkuses metallide aatomite paigutus kogu kristalli mahus ei ole erinevates tingimustes püsivalt ühesugune. Teatavasti võnguvad aatomid pidevalt oma tasakaaluasendi ümber. Kui metalli kuumutada, siis suureneb aatomite võnkeamplituud. Üksikud aatomid, omades keskmisest suuremat energiat ning võnkeamplituudi, muudavad oma asukohta, muutes paigutuse tihedamaks või hõredamaks. Moodustuvad tahktsentreeritud või ruumtsentreeritud kristallvõred. Selle tulemusena metalli mehaanilised omadused võivad tugevneda või nõrgeneda ja muutuvad ka elektrilised ning magnetilised omadused. Võivad tekkida ka tühimikud – kristallivõre defektid, mis halvenevad omadusi.

Uurides aga metalli kristalle selgub, et nende omadused erinevas suunas on erinevad. Seda põhjustab aatomite erinev tihedus kristallivõres erinevates tasapindades ja kristallvõre defektid. Selliseid aineid, mille aatomite tihedus ja seega ka omadused igas suunas on ühesugused nimetatakse isotroopseteks. Nende hulka kuuluvad amorfsed ained.

Aineid, mille omadused erinevates suundades on erinevad, nimetatakse anisotroopseteks. Nendeks on seega kristallilised ained.