镁是元素周期表中ⅡA族的碱土金属。元素符号Mg，相对原子质量24.305，它是银白色有延展性的金属。相对密度为1.74 g/cm3，熔点648.8℃，沸点1107℃，属于活泼金属。在干燥空气中较稳定。受热与水作用，与大多数的非金属，如卤素、氮、硫等作用，溶于酸并放出氢气。还原性较强。

1755年，英国Joseph Black首次确认镁是一种元素。他辨别出石灰（氧化钙，CaO）中的苦土（氧化镁，MgO）。

1792年，加拿大Anton Rupprecht通过加热苦土和木炭的混合物首次制取出不纯净的镁金属，1808年英国化学家Humphry Davy通过电解氧化镁制取出纯净但非常小量的金属镁。1831年，法国科学家Antoine-Alexandre-BrutusBussy使用氯化镁和钾反应制取出大量的金属镁。

1808年，英国化学家汉弗莱·戴维（HumphryDavy）通过电解“镁氧”（氧化镁，MgO）和氧化汞（HgO）的混合物得到了镁的单质。

1886年，德国首次将镁应用于工业领域，之后镁及镁合金在工业上的地位及作用不可小觑，在汽车工业、轨道交通工业、航空航天工业、船舶工业、核工业、电子工业等领域，镁及镁合金材料所占比重越来越大。

20世纪30年代初，埃尔默·麦科勒姆（ElmerE V McCollum）等报道了动物对镁缺乏的反应。

镁是地壳中分布较广的元素之一，占地壳质量的2.1%。在自然界中，镁只能以化合物状态存在。在已知的1500种矿物中，镁化合物占200多种，即12%以上。自然界的镁矿物及含镁矿物很多，含MgO大于40%的就有菱镁矿、方解石、氯镁石、水纤菱镁矿、氟镁石、水菱镁矿、硼镁石、羟磷镁石、镁橄榄石、蛇纹石、粒硅镁石，这11种矿物中的镁含量都高，但只有菱镁矿是主要的工业矿物，因它分布广、易选冶。镁橄榄石、蛇纹石和粒硅镁石分布也广，但冶炼加工困难。方镁石和水镁石若有大量聚集时也可用于提镁。其他富镁矿物分布很稀少，不具工业意义。还有两种含镁矿物虽然本身含镁并不高，但分布广，易加工，也是很重要的工业用镁矿物，如白云石和光卤石。

此外，还有大量的镁，主要以氯化物和碳酸盐的形式存在于海水、盐湖水中，地壳中镁总量的3.7%存在于海水中。炼镁工业上使用的原料多为菱镁矿、白云石、光卤石及海水、盐湖水中MgCl2。

根据美国地质调查局2015年公布的数据显示，全球已探明的菱镁矿资源量达120亿吨，储量为24亿吨。蕴藏丰富的国家包括俄罗斯（6.5亿吨，占总量27%）、中国（5亿吨，占总量21%）、韩国（4.5亿吨）。

镁在工程金属中最显著的特点是质量轻。镁的密度为1.74 g/cm3，约为钢的2/9，钛的2/5，铝的2/3（另外，Mg-Li合金密度小于水的密度，也是最轻的金属材料）。热导率1.57 W/(cm·K)，电阻率4.47×10-6 π·cm。Mg还具有比强度、比刚度高，减震性能好，抗辐射能力强等一系列优点，必将发展成为十分重要的金属结构材料和功能材料。但Mg的塑性加工困难、耐蚀性差及产品成本高，使其难以在工业中得到大规模的使用。

纯镁的熔点为650℃，沸点为1090℃。纯镁在凝固过程中的液固体积收缩率为4.2%，线收缩率为1.5%。

金属镁的表面覆盖了一层很薄的氧化物，这使得镁可以不被空气氧化和被水腐蚀。在空气中点燃金属镁，会发出特有的白色火焰，这种火焰十分炫目而且明亮。燃烧的产物是氧化镁（MgO）和氮化镁（Mg3N2）的混合物。一般通过加热碳酸镁来制备氧化镁。在元素周期表中紧靠在镁下面的钙，在空气中的反应活性比镁更强。

镁同水并不会发生明显反应，这与在元素周期表中紧靠在镁下面的钙不同，这与两种元素的氢氧化物在水中的溶解度不同有关。钙可以同冷水发生缓慢反应。金属镁可以和水蒸气反应生成氢气和氧化镁（MgO），水蒸气过量时会生成氢氧化镁Mg(OH)2。

镁能与氯或溴等卤素单质发生明显反应，并分别燃烧生成二卤化物氯化镁（Ⅱ）（MgCl2）和溴化镁（Ⅱ）（MgBr2）。

金属镁在稀硫酸中迅速溶解，生成含有镁（Ⅱ）离子的水溶液和氢气。镁和其他的酸（如盐酸）发生的相应反应，同样会生成镁（Ⅱ）离子的水溶液。

镁与氯化铵的反应，究其本质，还是镁与酸的反应。氯化铵溶液中铵根离子水解，溶液显酸性。当加入镁粉之后，镁与溶液中的氢离子反应，放出氢气，同时放出大量的热。铵根离子的水解产物——氨水，受热之后，则发生分解。故此反应可以得到两种气体。

目前已知的镁同位素共22种，质量数介于19-40之间，其中天然存在的镁同位素有3个，分别是24Mg、25Mg、26Mg，皆为稳定同位素，它们在自然界的相对丰度分别是78.99％、10.00％和11.01％。其他都是放射性同位素，只短暂存在于实验室中，半衰期很短，很不稳定。

因为镁的单质非常易于实现工业生产，在实验室中一般不会制备它。在海水中含有大量的镁，可以用氧化钙（CaO）把海水中的镁沉淀下来，重结晶后便可得到氯化镁（MgCl2）。

通过电解熔融的氯化镁可以得到液态的镁和氯气，镁可以从小孔中排出。

阴极：

阳极：

另外，制备镁的方法可以不通过电解。这种方法使用一种重要的镁矿——白云石[MgCa(Ca3)2]。通过高温“煅烧”白云石，可以获得“煅烧的白云石”——MgO·CaO。把所得的产物与硅化铁反应，就可以得到镁。

经过蒸馏，镁便从生成的混合物中分离出来。

工业纯镁的力学性能低，不做结构材料使用。在工业上，工业纯镁除了少部分用于化学工业、仪表制造及军事工业外，主要用于制造镁合金及生产含镁铝合金的合金元素。世界上的原镁产量约有50%用于制造镁合金，33%用于制造铝合金，其余的用作生产某些合金的还原剂、脱氧剂及变质剂等。

国内外高纯镁的应用均主要集中在铝合金生产、压铸生产、炼钢脱硫三大领域，还用在稀土合金、金属还原及其他领域。

由于镁的密度小，比强度高，并能与铝、铜、锌等金属构成高强度合金，因此，镁是重要的合金元素。世界上镁的最大消费领域是作铝合金添加元素。

在镁压铸生产行业中，北美、拉美、西欧用量最多，因为汽车制造业促进了市场对镁需求量的增长。有关统计数字表明，在过去10年里，镁合金压铸件在汽车上的使用量上升了15%左右，而且这种发展趋势还在继续。

镁是一种脱硫剂，特别是钢液脱硫的最佳原料，欧美、俄罗斯等地区和国家的不少钢厂都采用镁脱硫。

使用镁牺牲阳极进行阴极保护是一种有效地防止金属腐蚀的方法，镁牺牲阳极具有以下特点：防腐性能好、不需外加直流电源、安装后自动运行、不需维护、占地面积少、工程费用低、与外界环境不发生任何干扰。镁牺牲阳极广泛用于石油管道、天然气、煤气管道和储罐、港口、船舶、海底管线、钻井平台、机场、停车场、桥梁、发电厂、市政建设、水处理厂、石化工厂、冶炼厂、加油站的腐蚀防护以及热水器、换热器、蒸发器、锅炉等设备。

镁合金广泛应用于航空航天工业、军工领域、交通领域，包括汽车、飞机、摩托车、自行车工业以及3C领域等。镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求，可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。从20世纪40年代开始，镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。

在国外，B-36重型轰炸机每架用4086千克镁合金薄板；喷气式歼击机“洛克希德F-80”的机翼用镁板，使结构零件的数量从47758个减少到16050个；“德热来奈”飞船的启动火箭“大力神”曾使用了600千克的变形镁合金；“季斯卡维列尔”卫星中使用了675千克的变形镁合金；直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。

以MgH2为代表的镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低康等优点，被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。它常被装载到固态储氢罐中，以实现对氢气的规模化吸放。镁基固态储氢装置也可以作为热化学储能模块，用于集中式太阳能电站，实现连续发电满足夜间和阴天的基本负荷需求。然而其吸放氢焓值高且氢在镁氢化物中扩散系数低，导致吸放氢温度过高、吸放氢速度缓慢，限制了其在氢能领域的应用。目前常用的策略是对镁基储氢材料进行合金化、催化剂添加、纳米化，最终实现对其氢化物复合吸放氢热/动力学性能的提升。

镁在医疗领域有多种用途，主要包括作为医用材料和血清镁的检测。‌‌

镁合金作为一种可降解医用材料，被誉为第三代生物医用材料。它具有很好的可吸收性和生物相容性，特别适用于骨科植入。医用镁合金的密度和弹性模量与骨接近，且具有可控的腐蚀速率，因此在心血管植入和骨修复上有很好的应用前景。

长期处于金属镁厂的环境中，可能会导致急性氯气中毒、肺部感染、视力下降、镁中毒等，所以金属镁厂对人的身体危害较大。

镁易燃，燃烧时产生强烈的白光并放出高热。遇水或潮气猛烈反应放出氢气，大量放热，引起燃烧或爆炸。遇氯、溴、碘、硫、磷、砷、和氧化剂剧烈反应，有燃烧、爆炸危险。粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定浓度时，遇火星会发生爆炸。

镁是人体必需元素，缺乏镁会干扰正常的神经和肌肉活动，引致暴躁及紧张，肌肉震颤及绞痛、心律不整、心悸、低血糖、虚弱、疲倦、神经过敏、手脚颤抖等。然而过量的镁摄入，会导致恶心、胃肠痉挛等胃肠道反应，嗜睡、肌无力、膝腱反射弱、肌麻痹。当出现严重情况时，应及时就医。

隔离泄漏污染区，限制出入。消除所有点火源。建议应急处理人员戴防尘口罩，戴防尘口罩，穿防静电服。禁止接触或跨越泄漏物。尽可能切断泄漏源。严禁用水处理。

小量泄漏：用干燥的砂土或其他不燃材料覆盖泄漏物，然后用塑料布覆盖，减少飞散、避免雨淋。

粉末泄漏：用塑料布或帆布覆盖泄漏物，减少飞散，保持干燥。在专家指导下清除。

储存于阴凉、干燥、通风良好的专用库房内，远离火种、热源。库温不宜超过32℃，相对湿度不超过75%。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、卤素、氯代烃等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运该品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、卤素、氯代烃、食用化学品、等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。运输用车、船必须干燥，并有良好的防雨设施。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。