金屬材料更早用於替代、強化和修復人體器官和組織。這些材料既要滿足壹定的強度、耐磨性和抗疲勞性要求，又要具有生物功能性和生理相容性(如無毒、人體組織無病變)，對人體內各種體液有足夠的抗侵蝕能力。金屬生物醫用材料主要有不銹鋼、鈷鉻合金和鈦合金。其中，不銹鋼和鈦合金的生理相容性最好。如人工心臟瓣膜、脊柱棒、顱骨(鉑、鈦、鋯合金板)。此外，銀錫合金、鈷鉻合金和鎳鉻合金用於牙齒修復和矯正。
第二，智能材料
智能材料是指在材料或結構中植入傳感器、信號處理器、通信和控制器、執行器，使材料或結構具有自診斷、自適應甚至損傷自愈合等智能功能和生命特征。例如建築物、橋梁、水壩、發電站、飛機等的狀態監控。、振動和形狀的自我調整、損傷的自我修復等。壹般來說，金屬材料在使用過程中壹旦出現疲勞損傷，就意味著被淘汰和替代，沒有類似生物體的自我預感和恢復功能。通過特殊處理，賦予其損傷預警的功能，損傷可以修復，所以該材料具有“智能”的特性如果將硼顆粒復合到鋁合金中，當合金受到損傷時，會發出聲波，聲音發射器會接收到信號，立即發出預警。
第三，低維功能材料
低維功能材料相對於大型三維材料可分為二維材料(薄膜材料)、壹維材料(纖維材料)和零維材料(納米材料)。
薄膜材料(如金剛石薄膜)近年來發展迅速，因其特殊的物理和機械性能而具有廣泛的潛在用途。由於資源和價格因素，其實際應用受到很大限制，但目前這種曾經被認為極其稀缺的材料，只有普通設備才能生產出來。隨著熔融金屬快淬技術、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)等制備技術的發展和應用，薄膜材料發展迅速。在信息時代，用於信息記錄和存儲的金屬薄膜材料已成為近年來非常活躍的研究領域。比如1985年問世的磁光盤，可以反復讀寫和擦除，是壹種利用磁性薄膜存儲光學信息的器件。
大量金屬纖維材料用作復合材料(如玻璃纖維、碳纖維、聚合物纖維、光纖)的增強劑和結構材料。近年來，隨著陶瓷基和金屬基材料的發展，人們開發了金屬晶須(即直徑為微米或更小的線狀金屬晶體)和氧化物晶須(如Al2O3)。
納米材料屬於零維材料，其晶粒尺寸壹般小於100nm，可以低至幾個nm。它們的壹個特點是表面極其發達，表層的原子占所有原子的比例很高，因此具有許多極其特殊的性質。納米金屬粉末的電磁性能發生了很大的變化，如鐵磁性、順磁性、低溫絕緣等。金屬納米粒子對光的反射能力可以降低到1%，成為近乎黑體。基於此，人們為飛機研制了電磁波吸收率高、反射率極低的隱身材料，使其能夠躲避雷達的探測和跟蹤。納米材料是壹種極具應用潛力的新材料。