Composição química
Por definição, metais puros consistem em um único elemento. Amostras desses metais não contêm nada além de átomos de uma única substância metálica. Ligas contêm dois ou mais elementos ou ligas derretidas e misturadas, então suas fórmulas químicas consistem em mais de um elemento. Por exemplo, o metal puro ferro consiste apenas em átomos de ferro. O aço, uma liga de ferro e carbono, contém principalmente átomos de ferro com átomos isolados de carbono que lhe dão resistência. Adicionar os metais cromo ou molibdênio ao aço produz ainda outra liga: aço inoxidável.
Maleabilidade e Ductilidade
Um motivo pelo qual os fabricantes combinam metais puros para formar ligas é para alterar as propriedades físicas dos metais. Metais puros podem ser muito moles para suportar o uso regular, mas a liga os torna mais resistentes. Como um metal puro, o ouro se dobra e estica tão facilmente que rapidamente perderia a forma se fosse transformado em um anel e usado no dedo. Os fabricantes de joias ligam ouro puro com prata, cobre ou zinco para melhorar a durabilidade e a rigidez do metal. O ouro contribui com sua cor e resistência à corrosão; os outros metais contribuem com sua resistência. O resultado é um anel de ouro de 14-quilates que resiste ao desgaste diário.
Reatividade
Em seu estado elementar natural, alguns metais puros reagem fortemente com seus arredores, oxidando e corroendo até se tornarem inutilizáveis. Misturar esses metais com metais menos reativos muda sua reatividade, estendendo a vida útil do item ligado. O aço inoxidável recebe esse nome pelo fato de que ele não enferruja ou corroe facilmente, como uma ferramenta de ferro puro faria. Ligar metais é um meio de torná-los menos reativos e mais adequados às necessidades do fabricante.
Massa
Metais leves como alumínio e titânio reduzem a massa de metais puros com os quais se ligam. Essas ligas mais leves desempenham um papel vital na indústria aeroespacial, pois permitem que os fabricantes projetem e construam aeronaves mais leves. Um caça a jato mais leve pode conter mais combustível, equipamento e munições do que um pesado. Rodas de liga de alumínio aliviam o peso geral de um veículo, contribuindo para melhor consumo de combustível e aumentando a velocidade na pista de corrida.
Tolerância térmica e ponto de fusão
A liga de metais altera sua tolerância térmica. Como consistem em dois ou mais metais puros, as ligas não têm um único ponto de fusão, mas derretem em uma faixa de temperaturas. Sua estrutura molecular pode aumentar a faixa geral de fusão do metal acima daquela de qualquer um de seus metais componentes. Aumentar a faixa de fusão de um metal tem implicações importantes para o uso industrial e comercial. O SR-71 Blackbird, uma das aeronaves de reconhecimento mais avançadas tecnologicamente de seu tempo, dependia de sua estrutura leve de liga de titânio para suportar o estresse térmico de seus voos supersônicos.
