Un alliage est la combinaison d'un élément métallique avec un ou plusieurs autres éléments chimiques.

Un métal pur a des caractéristiques mécaniques qui sont la plupart du temps relativement faibles. Le fait d'ajouter d'autres éléments permet de « durcir » le métal en augmentant ces caractéristiques mécaniques1. Outre les renforcements mécaniques engendrés par déformation, tel que l'écrouissage, il existe des durcissements chimiques par addition d'éléments en solution solide ou par précipitation de phases secondaires durcissantes telles que les carbures. Ces ajouts permettent également de modifier les caractéristiques chimiques, telle que la résistance à la corrosion, ou d'améliorer d'autres caractéristiques, comme par exemple la coulabilité.

Dans un alliage, l'élément métallique majoritaire, c'est à dire constituant la plus importante partie du mélange, est appelé « métal de base » ou « base ». Les éléments ajoutés volontairement sont appelés « éléments d'alliage » ou « éléments d'addition » et les éléments non désirés sont appelés « impuretés ».

Les éléments d'alliage sont le plus souvent des métaux, mais peuvent également être d'autres éléments chimiques tel que le carbone dans l'acier ou la fonte, le silicium dans l'aluminium, etc.

Quand l'élément d'alliage n'est pas un métal, sa teneur reste généralement faible (jusqu'à quelques % massique). Ainsi, dans un acier la concentration en carbone est inférieure à 2 % massique (inférieure à 7 % massique dans le cas de la fonte), alors qu'il est possible de faire un alliage cuivre-zinc (communément appelé laiton) avec 50 % de chacun des éléments.Un alliage homogène est constitué d'une seule phase solide homogène. Pour obtenir un alliage homogène, il faut qu'il y ait miscibilité totale entre les éléments d'alliage. Il y a deux possibilités :

Les deux éléments d'alliage sont solubles l'un dans l'autre quelles que soient leurs proportions respectives. La concentration de l'élément d'alliage est