当形成合金的元素其电子层结构、原子半径和晶体类型相差较大时，易形成金属化合物（又称金属互化物）。金属化合物的晶体类型不同于它的分组金属，自成新相。金属化合物合金的结构类型丰富多样，有20000种以上，不胜枚举，有的结构可找到离子晶体或共价晶体的相关型，有的则是独特的结构类型，如NaTl晶胞是CsCl晶胞的8倍超构；MgCu2是所谓拉维斯相（Laves phase）的一个例子;CaCu5是层状结构的例子；Nb3Sn结构是重要的合金超导体，同型化合物Nb3Ge实用于高分辨核磁共振仪；MoAl12是具有复杂配位结构的例子。

金属化合物的组成十分复杂，仍有许多规律属未知领域，已归纳出规律的有两类：其一是按相当于金属与非金属化合的化合价组成，如：Mg2Sn和Mg2Pb,可按周期系“族价”，即Mg是二价元素，Sn、Pb是四价元素来理解。另一类是所谓的电子化合物（electron compounds）其组成决定于两种金属的电子数和原子数之比，但电子化合物组成元素的“电子数”的计数不同寻常，也有争论，被比较普遍接受的规律为：周期系Ⅷ族元素Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt的“电子数”为零，ⅠB族Cu、Ag、Au为1，ⅡB族Zn、Cd、Hg及ⅡA族Be、Mg为2，ⅢA族Al、In、Ga为3，ⅣA族Si、Ge、Sn、Pb为4，等等，而电子数与原子数之比有三种基本类型：3：2，21：13和7：4，由此可以理解如CuZn、Ag3Al、Cu9Al4、Cu3Sn等等金属化合物的组成。上述三类电子化合物各具有特定结构，分别成为β，γ和ε相。例如，Cu5Zn8是21：13型电子化合物，是一种很大的立方晶胞，含52个原子，被称为γ—黄铜型结构，许多化学式原子总数为13的倍数的电子化合物具有此结构，如Fe5Zn21、Cu31Sn8等等。γ和ε相结构从略。

金属化合物合金与组成它的金属的性质常有较大差别。随着新技术、新工艺的发展，现已研制出多种新功能材料和结构材料，其中最典型的金属功能材料有非晶态金属、形状记忆合金、减振合金、超导材料、蓄氢合金、超微粉等；新型结构材料有超塑性合金、超高温合金等。这些金属材料性能优异，用途广泛，具有广阔的应用前景。