เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอน 2.1% ขึ้นไป และขึ้นรูปโดยการเทลงในแม่พิมพ์จากสถานะหลอมเหลวแล้วปล่อยให้แข็งตัว มีคุณสมบัติเด่นคือความสามารถในการหล่อที่ดีเยี่ยม, ความสามารถในการลดการสั่นสะเทือน, ความทนทานต่อการสึกหรอ และความสามารถในการแปรรูปด้วยการตัดเฉือน ชนิดที่สำคัญได้แก่ เหล็กหล่อเทา (FC) ซึ่งมีราคาถูกและใช้กันอย่างแพร่หลาย และเหล็กหล่อเหนียว (FCD) ซึ่งเพิ่มความเหนียวและความแข็งแรงโดยการตกตะกอนของแกรไฟต์ทรงกลม มีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น บล็อกเครื่องยนต์และจานเบรกของรถยนต์, ตัวเรือนเครื่องจักรกลอุตสาหกรรม, ท่อ และฝาท่อระบายน้ำ วิธีการแปรรูปหลักคือการหล่อ แต่จะมีการแปรรูปด้วยเครื่องจักร เช่น การตัดเฉือนและการเจียระไน ตามความต้องการด้านความแม่นยำของขนาดและความหยาบของพื้นผิว การปรับโครงสร้างและคุณสมบัติด้วยการอบชุบด้วยความร้อนก็เป็นเรื่องปกติเช่นกัน