Čelik je najčešća legura metala na svijetu. U svom najjednostavnijem obliku, sastoji se od željeza i različitih količina ugljika. Budući da su i željezo i ugljik dobro poznati od davnina, legura se proizvodi u ovom ili onom obliku mnogo prije Kristova rođenja. Neki od najranijih čelika napravljeni su u istočnim regijama Afrike, oko 1400. pr.
Željezo je glavna komponenta čelika, a ugljik je udaljeni drugi, između 0.2% i 2.14%, ovisno o vrsti. Ugljik je najisplativiji način legiranja željeza, ali se drugi metali mogu koristiti za povećanje elementa i davanje metala određenih svojstava. Metal poznat kao lijevano željezo je zapravo čelik koji ima vrlo visok sadržaj ugljika, što mu daje nižu točku taljenja i veću sposobnost lijevanja. Čelik je poznat po svojoj čvrstoći koju mu daju upravo legirajući elementi.
Kada je željezo u čvrstom metalnom stanju, atomi tvore strukturu kristalne rešetke. Iako je ova struktura prilično kruta, u njoj mogu biti nesavršenosti, koje stvaraju male slabe točke u metalu. Atomi legirajućih elemenata mogu ispuniti te mikroskopske slabe točke u rešetki, dajući leguri fleksibilnost i vlačnu čvrstoću po kojoj je poznata.
Moderna industrija čelika proizvodi metal pomoću onoga što se naziva osnovnom peći za kisik. U tim pećima rastopljeno željezo kroz njega se upuhuje čisti kisik, snižavajući razinu nečistoća. U istu svrhu dodaju se i sredstva za čišćenje koja se nazivaju fluksovi. Glavna prednost ovog procesa, osim visokokvalitetnog proizvoda, je njegova brzina.
Prethodni procesi uključivali su Bessemerov proces, gdje je zrak protjeran kroz rastaljeno željezo kako bi se oksidirale nečistoće. Ugljični monoksid je jedan nusproizvod ovog procesa, dok ostale nečistoće stvaraju trosku. Izum Bessemerovog procesa bio je posebno vrijedan pažnje jer je čelik učinio masovnom proizvedenom jeftinom robom. Legura se proizvodila raznim metodama u srednjem vijeku i prije, ali nijedna od njih nije bila posebno učinkovita, niti se mogla koristiti u velikim razmjerima.
Kako su se tehnike proizvodnje čelika unaprjeđivale, postao je dostupan širi izbor legura. Korištenje nekoliko različitih metala, kao što su volfram i krom, može napraviti metal koji je prilagođen vrlo specifičnim primjenama. Niz svojstava koja se čeliku može dati dodavanjem različitih elemenata vidi se, na primjer, u činjenici da su dvije različite stvari poput samurajskih mačeva i automobila napravljene od željeza legiranog drugim metalima.