古代的冶煉過程大致可分為四個階段：一、造爐，二、選礦，三、熔練，四、鍛造。由於人類在不同的歷史時期所掌握的技術有巨大差異，不同地理位置能夠獲得的原材料也千差萬別，熔鍊規模也有小有大，此外，對於製品的效能要求也不盡相同，因此這四個階段的工藝無法一概而論。

古代世界冶煉生鐵的技術最早發現於中亞,但是由於鍊鐵爐過小,鼓風力弱,只能煉出海綿狀的塊鍊鐵.從春秋晚期開始,中國在鍊鐵技術上就開始獨領風騷,豎式鍊鐵爐成了生鐵冶煉的主要裝置.特別是到了漢代,國家專營的冶鐵作坊技藝精進,使生鐵得以大量生產.

高爐的鼓風裝置叫“橐”（音tuó）,是一隻皮製的鼓風機.這種橐,在漢代又作了進一步的改進,由皮革製作的風囊和木架構成,有入風口和排風口,把幾個橐連在一起的稱為排橐或排,它可以增大進風量,增強燃燒的火力,把爐溫迅速提高到鍊鐵所需要的1200多度.最早,橐用人力畜力帶動.據史書記載,當時的鍊鐵,需要上百匹馬拉動大型排橐鼓風,加上裝運礦石的成百上千的工人,真是人強馬壯.但是,無論人力還是畜力鼓風機都不能滿足日益發展的鍊鐵的需要,鍊鐵業呼喚更有力的鼓風機的出現,於是功率更強大的水力鼓風機——水排應運而生了.宋代的王禎在《農書》中詳細記載了水排的結構和工作原理,並繪圖說明.水排是在湍急的水流之濱豎立起的巨大的木輪,靠水流的衝擊力帶動木輪轉動,再由傳動機構帶動橐排的轉動,從而將強大的風吹入高爐.古代水力鼓風機所包括的動力機構、傳動機構和工作機構三部分已經達到相當完備的程度,製作技術和尺寸大小和中國高爐的規模相適應,舉世無匹.

鑄鐵柔化術是中國古代鋼鐵業的另一重大發明.鑄鐵煉製出來之後,因為性脆、缺乏韌性而不適合鍛造優良的鐵器.而適合鍛造鐵器的鑄鐵,因熱處理的溫度和方法的不同,分作白心可鍛鑄鐵和黑心可鍛鑄鐵兩種.白心可鍛鑄鐵具有比較高的硬度和強度,黑心可鍛鑄鐵具有較好的耐衝擊性.這種技術的關鍵是將普通鑄鐵長時間高溫加熱,使其中的化合碳發生變化,當碳的含量介於鑄鐵和鋼之間,其性質也隨之變化,具有較強的延展性並保持了一定的硬度.這種技術叫鑄鐵柔化術.

炒鐵是古代中國鋼鐵冶煉的重大發明,是一種簡便有效的鍊鐵術.方法是把含碳量過高的可鍛鑄鐵加熱到半流體狀態,再和鐵礦石粉混和起來不斷“翻炒”,讓鑄鐵中所含碳元素不斷滲出、氧化,從而得到中碳鋼或低碳鋼.如果繼續炒下去,就得到含碳更低的熟鐵.這種方法始於西漢,東漢的《太平經》中就明確記載了炒鐵技術.

兩晉南北朝時,新的灌鋼技術興起了.這種方法是先將生鐵炒成熟鐵,然後同生鐵一起加熱,由於生鐵的熔點低,易於熔化,待生鐵熔化後,它便“灌”入熟鐵中,使熟鐵增碳而得到鋼.這樣,只要配好生熟鐵用量的比例,就能比較準確地控制鋼中含碳水平,再經過反覆鍛打,就可以得到質地均勻的鋼材.這種方法比較容易掌握,工效提高較大,因此南北朝以後成為主要鍊鋼方法.灌鋼技術在南北朝時已相當流行,這種方法是在炒鋼的實踐過程中逐步發展起來的.

古代鍊鐵原理是：在高溫下，利用炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來，利用石灰石等物質將礦石中的二氧化矽轉變為爐渣。

古代的冶煉過程大致可分為四個階段：一、造爐，二、選礦，三、熔練，四、鍛造。由於人類在不同的歷史時期所掌握的技術有巨大差異，不同地理位置能夠獲得的原材料也千差萬別，熔鍊規模也有小有大，此外，對於製品的效能要求也不盡相同，因此這四個階段的工藝無法一概而論。