中國金屬物理及金屬學的重要研究基地之一，位於瀋陽市，1953年正式成立。
建所初期，它主要是為中國鋼鐵工業的恢復和發展服務，承擔研究專案。如同鞍山鋼鐵公司等單位合作，首先研究成功瞭平爐用的鋁鎂磚並進行瞭推廣；同大連鋼廠合作，在電爐冶煉上採用吹氧；在中國首先研究掌握瞭鋼中氣體分析技術以及鋼中非金屬夾雜物分析與鑒定的方法。1958年以後，轉向發展新材料、新技術及新測試方法的研究。在研製合金鋼、高溫合金、難熔金屬、石墨及金屬陶陶瓷材料方面，在表面防護、焊接、冶煉、精密鑄造、金屬塑性加工、金屬熱處理等工藝的研究，以及在高溫物性測試、結構分析、材料成分分析及相分析、力學性能檢驗與無損探傷等方面都開展瞭工作。從60年代開始，它在金屬物理方面和其他某些領域的研究上，在國內領先。80年代初，金屬研究所的學科方向是材料科學與工程，其中以金屬物理為重點。新材料與新技術方面著重研究和發展能源材料、宇航材料，並研究開發和利用國內富有資源的有關問題。金屬學方面著重研究材料的細微結構，特別是原子象和表面及界面結構，金屬的微觀缺陷與力學性能。該所1956年曾獲得中國全國自然科學二等獎和三等獎各1個；1978年，在中國全國科學大會得獎31項；同年又獲得3個全國自然科學三等獎。該所擁有一支實踐經驗比較豐富的科技隊伍，先後有7人被選為中國科學院學部委員，還有較為配套的實驗裝備。該所是全國金屬材料失效分析的主要基地之一，80年代以來，還是聯合國工業發展組織資助的材料科學培訓中心。