Vatrostalni metali su metalni elementi u periodnom sustavu s nekoliko različitih karakteristika. Imaju točku taljenja iznad 3,632° Fahrenheita (2,000° Celzijusa) i čvrsti su na sobnoj temperaturi. Također su izvanredno otporni na elemente trošenja kao što je deformacija puzanja, što je promjena oblika kojoj obični metali prolaze kada su izloženi naprezanju. Postoji pet utvrđenih vatrostalnih metala, uključujući niobij, molibden, tantal, volfram i renij. Međutim, drugi metalni elementi i spojevi ponekad su uključeni u ovu skupinu, uključujući krom, legure volframa i slitinu molibdena koja sadrži titan i cirkonij, poznatu kao TZM.
Toplinska otpornost vatrostalnih metala volframa dobar je primjer jednog od ovih svojstava. Toliko je sjajan da, čak i kada se zagrije na temperaturu od 1,832° Fahrenheita (1,000° Celzijusa), i dalje pokazuje dvostruko veću snagu od željezo elementa na sobnoj temperaturi. To ga čini korisnim za primjene kao što su konusi raketa, kao dugotrajne niti u žaruljama sa žarnom niti, te kao dodatak čeliku koji se koristi u zavarivanju i drugim visokotemperaturnim primjenama. Nehrđajući čelik također sadrži volfram za povećanje svojstva otpornosti na koroziju vatrostalnih metala za industrijsku uporabu cjevovoda gdje se obrađuju jake, kaustične kemikalije.
Budući da se vatrostalni metali troše znatno smanjenom brzinom, oni se također široko koriste u proizvodnji komponenti koje moraju pokazati dugotrajnu otpornost na habanje, kao što su čahure i mlaznice. Mnoge od ovih komponenti koriste se u strojevima visokih performansi, kao što su u zrakoplovnoj industriji ili proizvodnji poluvodičke elektronike. Za ove primjene najčešće se koriste legure volframa, kao što je TZM, kao i niobij i krom. Krom je također uključen u kategoriju otpornosti na oksidaciju vatrostalnih metala, jer je vrlo izdržljiv premaz za ležajeve.
Ostala svojstva vatrostalnih metala ciljaju njihovu upotrebu na nekoliko specifičnih industrija. Molibden ima vrlo predvidljiv koeficijent ekspanzije, što ga čini ključnim metalom u termoelementima i hladnjakima u računalima, dok jedinstvena kemijska reaktivnost renija daje mu primjenu u procesima kao što je hidrokrekiranje, razlaganje nafte na jednostavnije molekule. Niobij se koristi u projektiranju nuklearnih elektrana i idealan je metal za supravodnike, jer ima vrlo nisku razinu apsorpcije neutrona. Tantal se koristi u zrakoplovstvu i u kirurškoj opremi zbog svoje inertne prirode kada je u kontaktu s tjelesnim tekućinama i tkivima. Volfram i njegovi spojevi naširoko se koriste kao metal za jačanje u svemu, od rudarstva do industrije bušenja nafte, s takvom potražnjom za njim da se velik dio metala dobiva iz otpada.