A kémiai elemek többsége a fémek közé tartozik. Nem csoda, hogy a fémes anyagok az évezredek során az emberek életének szinte minden területén megjelentek, így az építészetben is egyre nagyobb teret hódítottak. Az emberiség i. e. 7000 éve már tudott a fémekről, noha általános használatukra csak évezredekkel később került sor. 

 

 

A korai időkben csupán a természetben elemi állapotban előforduló fémeket – aranyat, ezüstöt, rezet és a meteorit eredetű vasat – ismerték. Feltételezések szerint i. e. 4500 évvel az emberek már termésaranyat gyűjtöttek, majd alig ötszáz évvel későbbi időkből aranymosásra utaló jelek is fellelhetők, és valamikor ekkortájt fedezték fel a termésezüstöt is. A fémek fontos szerepet játszottak az emberiség történeti fejlődésében, ezt jelzi, hogy őstörténetének korszakait (kő-, bronz-, vaskor) a használati eszközök jellemző anyagáról nevezték el. Az építészek már nagyon korán igyekeztek a fémeket épületek díszítéséül használni. A rezet, a bronzot, a sárgarezet és különösen az aranyat már az ókorban is szívesen alkalmazták erre a célra. A föníciaiak egész falakat vontak be aranylapokkal, a médek pedig a párkányokat, oszlopokat és erkélyeket díszítettek arannyal és ezüsttel. Ezeket a fémeket azonban szerkezeti elemként nem használták.

A vas (Fe) legfontosabb ötvözete az acél, fő összetevője a szén (C), amelyből legfeljebb 2,11 tömegszázalékot tartalmaz. Az acél elterjedése és nagy tömegű gyártása lehetővé tette a fémek szerkezeti anyagként történő alkalmazását az építészetben. Felhasználásával először tornyokat, csarnokokat és hidakat építettek. A coalbrookdale-i híd 1777-ben még öntöttvasból készült. Az egyik – talán leghíresebb – acélból épített mérnöki alkotás az Eiffel-torony, Gustav Eiffel francia mérnök remekműve. A jelképpé vált, 330 méter magas tornyot 8600 tonna acélból szegecseléssel építették az 1889-es párizsi világkiállításra. Az első olyan épület, amelyben belső acélváz hordozza az épület terhét az 1885-ben épült Jenney Home Insurance Building. Az első teljesen acélvázra emelt építészeti alkotás John Root 1890-es Rand-McNally Buildingje volt. A chicagói Inland Steel Building kiálló acéllemez függönyfaláról nevezetes. Az épületet nem betonkeszonokra, hanem olcsóbb acéltömbökre alapozták. A hatalmas terek, stadionok befedése szintén acélszerkezetek alkalmazásával lehetséges. A világ legnagyobb zárt stadionja, a 27 emeletes louisianai Superdome 1975-ben épült, százezer nézőt is képes befogadni. Az óriás stadiont lefedő kupola vázát sugarasan elhelyezett acélbordák alkotják, amelyek középen egy 210 méter átmérőjű feszített acélgyűrűre támaszkodnak. Teherhordó vasbetonszerkezetekben és nagy terhelésű aljzatokban a szerkezeti húzószilárdságot betonacélok biztosítják. A betontechnológiához kapcsolódó jellemző acéltermékek: betonacélok, kengyelek, zsámolyvasak, hegesztett hálók, feszítőpászmák, feszítőhuzalok, acélhaj (acélszál) kötöződrótok. 

A "nemesacél" vagy "inox" könnyen kezelhető, egyszerűen tisztán tartható, ellenálló anyag. Feltalálása 1912-en, a németországi Krupp acélműveknél történt: a rozsdamentes, azaz korrózióálló új acéltermék vasból, krómból és nikkelből készült. A rozsdamentes acél szilárdsága a vas szilárdságánál magasabb, emiatt a nagy erőhatásoknak kitett szerkezeti elemek beépítése során előnyös az alkalmazása. Előszeretettel választják kötőelemek anyagául. Az első kísérlet rozsdamentes acél szerkezeti felhasználására 1928-ban történt. Düsseldorfban az anyagot feltaláló Krupp cég kiállítást rendezett, és a kiállítási csarnokot ebből az új fémből építette. Később Amerikában a Chryslerautógyárat építették "nem rozsdásodó" acélból. Ez a 68 emeletes épület, amely 250 méter magas, nemcsak kívülről ké-szült fémből, de az összes belső berendezése is. Az egész épületben 700 tonna acélt használtak fel, amelyet több amerikai gyár tudott csak előállítani. Az Eero Saarinen finn-amerikai építész által megálmodott, 192 méter magas Gateway Arch szintén rozsdamentes acélból épült 1965-ben St. Louisban. 

A bádog vékony lágyacéllemez, amely lehet felületkezelés nélküli (fekete bádog), vagy felületkezelt (fehér bádog). A fehér bádogok felületét ón- vagy cinkbevonattal látják el, hogy biztosítsák a korrózióállóságát. Jellemzően bádogosés lakatosszerkezeteket – taposórácsot, korlátokat, külső árnyékolókat – gyártanak belőle. 

Ez az 1932-ben szabadalmaztatott alapanyag olyan finomszemcsés acél, amelynek felületét tartós nemesrozsda borítja. A viszonylag hamar kialakuló rozsdaréteg a későbbiekben védőrétegként viselkedik, egyben megtakarítva más felületkezeléses eljárások költségét. A COR-TEN acél árnyékolóként, kerítésként vagy akár homlokzatburkolatként alkalmazva különleges felületével érdekes alternatívája lehet az eddig megszokott alapanyagoknak. 1960-ban Eero Saarinen COR-TEN acéllal borította a John Deere irodaépületének teljes homlokzatát. 

Az 1855. évi párizsi világkiállításon mutatták be először. Az ezüstösen csillogó fémdarabot agyagezüstnek nevezték. Ára akkoriban vetekedett az aranyéval. Tetszetős megjelenése, könnyű alakíthatósága, alacsony sűrűsége, súlyához képest kiváló szilárdsági mutatói tették széles körben felhasználhatóvá és a mindennapok termékévé. Egyik legkedvezőbb tulajdonsága a korrózióval szembeni nagyfokú ellenálló képessége, amely a felszínén kialakuló oxidrétegnek köszönhető. Az erősebb védelem érdekében ezt a védő oxidréteget mesterségesen is szokás vastagítani (eloxálás). Alumíniumból nemcsak burkolatok és nyílászárók készíthetők, hanem akár önhordó héj-tartószerkezet is: ilyen a Future Systems építésziroda által tervezett birminghami krikettpálya VIP-páholya és sajtóépülete. 

A horganynak is nevezett cink a cinkszulfi d ércből kivont természetes anyag, egyike a legnagyobb mennyiségben használt fémeknek. Nem rozsdásodik, csekély vagy semmilyen karbantartást nem igényel, és tökéletesen vízzáró. Emiatt alkalmas tetőfedések, homlokzatburkolatok, párkányok, ereszcsatornák készítésére. Rugalmassága, alakíthatósága és kellemes megjelenése révén a merész kortárs építészek is szívesen alkalmazzák. Daniel Libeskind berlini Zsidó Múzeuma 2001-ben nyílt meg, hasítékok szabdalta homlokzatát teljes felületén cinkburkolat fedi. 

Nevét Ciprusról (Cuprum) kapta. Vörös színű fém, nedves levegőn viszont zöld színű patina vonja be. Puha, jó elektromos- és hővezető, jól nyújtható anyag. Jellemzően homlokzatburkolatként és tetőfedésként alkalmazzák. A réz építészeti felhasználásának egyik legszebb példája a Helsinkiben 1969-ben épület Sziklatemplom. A gránitsziklába vájt templom kupolájának rézlemez fedése az oxidációs folyamatoktól mára zölden patinázott. Kisebb lemezekből (1000 × 2000 mm), ívesen, formára vágva forrasztották össze. Az orgonasípok, a mécsestartók, a keresztvíztartó, valamint a gránitfalat a padlótól elválasztó folyóka fedőrácsa és a korlátok szintén sárgarézből készültek. Az előpatinásított, perforált rézburkolat használatára kortárs példa Steven Holl irodaháza Amszterdamban.

Az elemet Klaproth, német vegyész fedezte fel 1795-ben, és a görög mitológiában szereplő Titánokról nevezte el. A titániumot egyre nagyobb mennyiségben használják kitűnő mechanikai és korróziós tulajdonságai, kis  súlya, valamint hőállósága miatt. Speciális acél- és más ötvözetek készítésére is használják (például fúrószárak). Homlokzatburkolatként történő alkalmazásának egyik izgalmas példája Frank O. Gehry bilbaói Guggenheim múzeuma, amely 1997-ben épült. Az absztrakt szoborcsoportra emlékeztető épület hatalmas íves, hullámos tömbjeit 0,3 mm vékony titánlemez borítja.