固态合金的结构可以分为两类相，这就是固溶体和化合物。其中，组元之间相互溶解，形成的与组元之一的结构相同的合金相叫做固溶体。固态时组元之间相互溶解的能力取决于组元之间的原子大小、晶体结构差异、电负性差异和电子浓度因素四个方面。固溶体目前使用的金属材料中的主要组成相，很多金属材料使用组织中固溶体占80%以上。

第二类相是化合物，或叫做中间相、金属间化合物。化合物根据组成特征分为三种：一是正常价化合物，符合化合价规律、具有固定的成分、可以用化学式表示，这类化合物在有色金属中占有重要地位；二是电子化合物，受电子浓度因素制约，往往一定的电子浓度对应一定结构的一大类化合物，也是有色金属材料的重要化合物，例如Cu-Zn合金中的CuZn（电子浓度为3/2，晶体结构为体心立方），Cu₅Zn₈（电子浓度为21/13，晶体结构为复方立方晶格）和CuZn₃ （电子浓度7/4，具有密排六方晶格）等；三是尺寸因素化合物（也叫间隙化合物），主要由过渡金属和小半径的非金属元素碳、氮、氢之间形成的化合物，这类化合物中根据组成元素原子半径比值不同又分为r_非/r_非>0.59的间隙化合物和r_非/r_非<0.59的间隙相两大类。其中间隙化合物包括铁、铬、钼、钨、锰的碳化物和硼化物，铁铬锰的氢化物等，间隙相指钛、锆、铌、钽的碳化物。这些间隙化合物在钢铁材料中非常重要，或提高耐磨性，或提高热稳定性，或提高硬度，或起到二次硬化作用。