Metallurgiset insinöörit tutkivat erilaisia metallimalmeja ja -seoksia suunnitellakseen vahvempia, kevyempiä ja monipuolisempia tuotteita ja laitteita. Jotkut insinöörit ovat erikoistuneet uuttometallurgiaan, johon kuuluu tehokkaampien menetelmien kehittäminen käyttökelpoisen metallin poistamiseksi malmista. Toiset harjoittavat fyysistä metallurgiaa, johon kuuluu uusien tuotteiden keksiminen ja olemassa olevien valmistustekniikoiden parantaminen. Metallurgiset insinöörityöt löytyvät monista eri ympäristöistä, mukaan lukien tuotantolaitokset, terästehtaat, jalostamot ja tutkimus- ja kehityslaboratoriot.
Monet metallurgian insinöörin tehtävät sisältävät koneiden, laitteiden ja prosessien suunnittelun metallin uuttamiseksi raakamalmeista. Jalostamoissa ja tuotantolaitoksissa työskentelevät insinöörit kokeilevat erilaisia pienimuotoisia menetelmiä erottaakseen puhtaat metalliosat jätemateriaalista. He suunnittelevat murskaus-, hionta- ja seulontakoneita ja kehittävät tehokkaampia kemiallisia uuttomenetelmiä. Monet ammattilaiset ovat erikoistuneet liuotusmenetelmien parantamiseen, johon kuuluu jätemateriaalien liuottaminen raakamalmeista käytettävän metallin saamiseksi. Jotkut louhintainsinöörit työskentelevät paikan päällä kaivostoiminnassa auttaakseen määrittämään parhaat menetelmät malmiesiintymien hyödyntämiseksi ja keräämiseksi.
Fyysiset metallurgiset insinöörit tutkivat metallielementtien kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. He kokeilevat erilaisia metalleja ja seoksia määrittääkseen, mitkä sopivat parhaiten tiettyihin käyttötarkoituksiin. Esimerkiksi metallurgian insinööriä, joka työskentelee tutkimus- ja kehityslaitoksessa, voidaan pyytää suunnittelemaan kevyt ja vahva golfmailan pää. Hän tekisi sarjan kokeita eri metalleilla, kuten titaanilla ja kobolttilla, määrittääkseen tuotteen luotettavimman materiaalin. Metallurgiset insinöörit, joilla on kokemusta konetekniikasta, voivat myös osallistua suunnitelmiensa todellisiin prototyyppien rakentamis- ja testausvaiheisiin.
Ammattilaiset, jotka työskentelevät metallurgiainsinööreinä ilmailu-, laivanrakennus- ja autoteollisuudessa, kehittävät turvallisempia ja tehokkaampia metalliosia erityyppisille ajoneuvoille. Insinöörit voivat suunnitella kaasusäiliöitä, moottoritiloja ja pakojärjestelmiä, jotka ovat vähemmän alttiita ruosteelle ja lämpötilalle. Ne määrittävät, miten autojen ja lentokoneiden korit vahvistetaan uhraamatta toiminnallisuutta ja aerodynamiikkaa. Jotkut erittäin ammattitaitoiset metallurgiset insinöörit työskentelevät hallituksissa ja armeijan avaruusvirastoissa luodakseen tuotteita, jotka kestävät äärimmäisen kuumuuden ja paineen.
Kandidaatin tutkinto kemian tai koneenrakennuksessa tarvitaan useimpien metallurgisten insinöörien työpaikkojen saamiseksi. Jotkut korkeakoulut tarjoavat erikoistuneita maisterin tutkintoja materiaalitieteestä ja tekniikasta, jotta he voivat valmistaa opiskelijoita alan työllisyyteen. Uudet työntekijät työskentelevät tyypillisesti useiden vuosien ajan vanhempien insinöörien tutkimusavustajina saadakseen käytännön kokemusta ja perehtyäkseen metallurgian insinööritoimiin liittyviin erilaisiin teknisiin ja hallinnollisiin tehtäviin.