冶金气体一般通过空气分离技术制备。空气分离技术，简称空分，包括低温精馏法、吸附法和膜分离法3种方法。低温精馏法生产量大，产品纯度高， 可同时生产氮气、氩气、氦气等稀有气体，在空分领域占主导地位；吸附法投资省、操作方便，但产品纯度略低，且装置容量有限，适用于中小规模、对纯度要求不高的空分领域；膜分离法设备简单、运行维护量少，但产品纯度低，适用于富氧燃烧领域应用。

化学性质活泼，高温情况下极易与其他元素发生化学反应。钢铁冶金、有色金属冶金过程都大量使用氧气。钢铁冶炼生产主要利用氧气的氧化性和助燃性。炼铁过程中氧气可使铁水中碳、磷、硫、硅等杂质氧化，有利于有害气体和非金属夹杂物的排除，达到钢水质量要求，且氧化反应产生热量，能够均匀熔池温度，有效缩短冶炼周期。氧气在高炉炼铁过程中主要用于富氧鼓风、出铁场烧铁口及设备维修切割等。富氧鼓风有利于增加喷煤比、降低焦炭消耗、提高生产效率和高炉煤气热值。按照鼓风富氧率3%计算，冶炼1吨生铁需消耗约48标准立方米氧气。电弧炉炼钢通过炉壁或炉门碳氧枪吹入氧气，可加速炉料熔化和杂质氧化，降低冶炼电耗。现代电弧炉一般生产1吨钢水需消耗45标准立方米氧气。氧气顶吹转炉炼钢时顶部用喷枪把高压氧气吹入炉内可强化炼钢过程并改善熔池搅拌。一般转炉生产1吨钢水需消耗60标准立方米氧气；铜、铅、锌等有色金属采用火法工艺熔炼时，通过顶枪或者底部、侧吹风口向金属熔池吹入氧气，可实现加速炉料熔化和杂质氧化，提高生产效率。

此外，废钢切割、连铸坯或模铸锭切割、出钢口烧穿、炉口或钢包清渣等工序一般均采用火焰切割，氧气作为助燃气体使用。

化学性质不活泼，通常情况下不易与其他物质发生化学反应，同时经深冷法分离出的氮气不含机械杂质和水分，在冶金企业中被广泛用作保护气、搅拌气、密封气、仪表气等。氮气是高炉炼铁生产过程中最主要的惰性保护气体，用于热风炉吹扫、制粉系统煤粉收集、煤粉喷吹系统的充压与流化、高炉炉顶密封均压、布袋除尘系统脉冲清灰、余压发电系统安全密封及各类气动阀的驱动。一般冶炼1吨生铁需消耗20～30标准立方米氮气。炼钢过程中氮气主要用作炉役后期溅渣护炉、二次除尘的反吹、车间及烟囱吹扫装置用气，氧枪氮封、散装料下料口氮封、炉口烟尘氮封等密封用气，转炉、电炉及钢包底吹搅拌用气，连铸机及水处理用气，各种仪表用气，以及风动送样和喷粉等用输送气和保护气等。一般转炉炼钢厂每生产1吨钢要消耗50～70标准立方米氮气，电炉炼钢厂每生产1吨钢需消耗20～50标准立方米氮气。在有色金属火法冶炼中，在冶炼炉内充入氮气，可以降低氧量和温度，减少氧化，提高产品纯度。

化学性质不活泼，高温情况下也不与其他物质发生化学反应，是优良的保护气、搅拌气和密封气。氩气主要用于炼钢二次冶金、精炼和连铸。在炼钢过程中对转炉、电炉、钢包、钢包精炼炉真空吹氧脱碳等装备进行底吹氩，主要作用是均匀钢水温度和成分、去除钢中气体、促进夹杂物上浮；氩氧脱碳法（AOD）吹氩主要作用是通过降低一氧化碳分压，实现“脱碳保铬”；真空循环脱气法（RH）吹氩主要作用是提供钢水在真空室内循环的驱动力。在连铸过程中，对钢水包长水口与钢水包之间、中间包浸入式水口与中间包之间的连接部位进行吹氩以实现密封并防止结瘤；对即将投入使用的中间包注入钢水前吹氩以防钢水裸露在空气中造成钢水的二次氧化。在铝、钛和锆等有色金属生产中，氩气作为除气和除杂的载体，常被用作保护气和搅拌气，对于稳定生产和提升金属内在质量意义重大。

在常温下性质稳定，但在加热或者点燃条件下，极易燃烧，并能放出大量的热，是一种无色透明、无味且难溶于水的气体。在冶金工业上主要用作燃料、还原剂和保护气。例如，氢气和氧气燃烧形成的氢氧焰温度可达到3000℃，被大量应用于连铸坯切割；冷轧厂的各种退火炉及镀锌炉广泛采用氢气作为保护气；作为还原剂在冶金行业的使用正日益受到重视，已开展将氢气作为还原剂应用于炼铁生产的研究和探索。

二氧化碳、氦气等气体常温下化学性质不活泼，在冶金行业也可用作保护气和搅拌气，如用于钢水精炼底吹气和连铸保护气等。二氧化碳在高温下，具有良好的氧化性，在某些类型转炉设备上，常作为底吹气体使用，兼具脱氧和搅拌作用，在降低铁损、强化熔池搅拌、提高脱磷率等方面效果显著。