“百炼成钢”是生活中常用的词语，常用来形容一个人要多历经磨难才能成材。
钢材是古代难得的金属材料，它由铁炼制而成。铁器曾是引领时代发展的重要金属，铁制兵器加剧了战争的惨烈程度，但也使一些国家吞并了周边较弱小的地区，获得了更多资源发展；铁制农具极大提高了生产力，农业产量有所提高。但一般的生铁虽然足够硬，但脆，在一些使用场合会折断。中国古人在长时间的实践中，发现钢，即含碳量0.02~2%的铁，具有较好的硬度与韧性。
中国古代冶炼技术在春秋以前，处于比较原始的阶段，当时使用的冶炼方法称为“块炼法”。当时炼铁使用木炭作燃料，热量少，加上炉体小，鼓风设备差，因此炉温比较低，不能达到铁的熔炼温度，所以炼出的铁是海绵状的固体块，称为“块炼铁”。块炼铁冶炼比较费时，质地比较软，含杂质多，经过锻打成为可以使用的熟铁。钢铁冶炼技术的进一步发展到“块炼渗碳钢”。出土文物表明，中国最迟在战国晚期已经掌握这种最初期的炼钢技术。
在西汉中晚期，随着水排等辅助机械的改进，中国出现新的炼钢技术“炒钢”，这是在生铁冶铸技术的基础上发展起来的一种炼钢技术。其基本方法是将生铁加热成半液体和液体状，然后加入铁矿粉，同时不断搅拌，利用铁矿粉和空气中的氧去掉生铁中的一部分碳，使生铁中的碳含量降低，去渣，直接获得钢。因搅拌的动作与翻炒相似，故得名炒钢法。
这项技术的发明是炼钢技术的重大突破，炒钢法使冶炼业能向社会提供大量廉价、优质的熟铁或钢，满足生产和战争的需要。
炒钢法之后，南北朝时期发展出的灌钢法，也是将生铁与熟铁合在一起冶炼，利用两者不同的含碳量相互渗透补充，得到含碳量居于中间值的钢。掌握合适的混合比例，就能得到质地均匀的钢坯，再加适当的锻打，就能得到优质的钢材。
“块炼钢”—“炒钢法”—“灌钢法”是不断发展的炼钢方法，而百炼钢则是在钢材基础上的再加工。
在汉代，炒钢法出现后，百炼钢技术就适时发展起来了。人们以炒钢为原料，经过反复加热、折叠、锻打成质量很好的钢件。“湅”原指铜的精炼，后来这一意思应用在炼钢上，传抄过程中写作“炼”。在锻打块炼铁和熟铁的过程中，需要不断地反复加热，铁吸收木炭中的碳，提高了含碳量，减少硫等夹杂物后成为钢。这种钢组织紧密、碳分均匀，适用于制作兵器和刀具。
沈括《梦溪笔谈》卷三云:“予出使至磁州，锻坊观炼铁，方识真钢。凡铁之有钢者，如面中有筋，濯尽柔面，则面筋乃见，炼钢亦然。但取精铁锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼，不耗矣。此乃铁之精纯者，其色清明，磨莹之，则黯然青且黑，与常铁迥异。亦有炼之至尽而全无钢者，皆系地之所产。”
此“精铁”指百炼钢原料，应是含碳量稍高，所含夹杂不十分多的铁碳合金。“一锻一轻”，应是不断去除夹杂，氧化铁皮不断产生并脱落之故。“累锻而斤两不减”应是相对而言的。“炼之至尽而全无钢”可能是含硫较多、产生热脆的缘故。这是我国古代文献中对百炼钢工艺和原理记述得最为详细的一段文字。
“百炼”即是百锻，其中心环节是反复锻打，“百炼钢”就是去除夹杂后的一种“纯钢”。从现代技术原理看，反复锻打除了排除夹杂外，还可均匀成分、致密组织，有时亦可细化晶粒，从而极大地提高材料质量。许慎《说文解字》云:“锻，小冶也。”这是很有道理的。
按文言用语习惯，百炼的百可能是虚数，不一定要锻打到那么多次。但与百炼钢同时的还有卅炼、五十炼，那就应该是一种工艺标准了。这就是用先退火脱碳制成的薄钢片陆续折叠和反复锻打，每加热锻打一次为一炼。
应当注意，百炼更多的是一种口头上文学上的艺术性表达，是一种品质的象征。如果非要达到一百次锻打，则有可能导致脱碳过多而变回熟铁，或者有的如含硫较多的在不断加热锻造时会引起热脆而不能成为坚韧的钢件。锻打过程中含碳量的变化需要匠师适时作出判断，很难确定一个固定的锻打次数，也不能无限制地折叠锻打，不能无条件地认为湅数越高，质量越好。相反，如果锻打过度，脱碳过量，还是会失去原有硬度，失去了炼钢的原本目的。
有学者认为“百炼”的中心环节是渗碳，百炼钢是一种渗碳钢；又有学者认为“百炼”的中心环节是脱碳，百炼钢是一种生铁脱碳炼钢，这都是一种误解。笔者以为百炼过程中，金属含碳量虽可能有些变化，但此非百炼的目的，百炼的目的是将小块钢材叠合成大件的紧密的钢材。
据曹植《宝刀赋》云，建安中，曹操作宝刀五枚，曹操在《内诫令》中称此刀为“百炼利器”，在《百辟刀令》中又谓之“百辟刀”。“辟”者，襞也，多层积叠、反复折叠也，就是襞积折叠而加以锻打的意思。说明此“百辟”是“百炼”的一种具体方式，“百炼”又有“百辟”之称。因为魏晋的脱碳制钢技术还不足以一次制成大件的层次紧致的钢材，只好先制成小的再叠起来，通过一层一层的叠加锻打，合成紧致组织致密的钢材。一些名贵刀剑上自带的花纹就是锻打时留下的痕迹。但百炼钢因制作艰难，金属收得率低，所以主要用作宝刀宝剑一类名贵器物，普通刃器和生产工具应用甚少 。
科学分析表明，永初六年“卅湅刀”（1974年山东临沂出土东汉环首钢刀）和建初二年“五十湅”长剑（1978年江苏徐州出土东汉钢剑）金相组织都明显分层，前者在刃部取样含碳量约0.6-0.7%，夹杂物细薄分散，变形量较大，分布均匀，大体为30层左右。后者刃部组织分为三部分，中心部分约可分为15层，含碳量0.7-0.8%，组织均匀；两个边部对称，各有20层左右，含碳量不甚均匀，高碳部分为0.6-0.7%，低碳部分为0.3-0.4%，总计为50余层。
灌钢法出现后，初步炼制的钢件已经具有较优良的性能了，百炼钢这种费时费工的技术就慢慢减少，但“千锤百炼”“百炼成钢”的精神还留存在史籍中。一些精益求精的工匠也会根据需要使用这种方法。
事实上，在百炼钢之前，古人也曾有这种复合材料的做法。如生铁虽然坚硬但容易折断，熟铁柔韧但硬度不够，古人便以熟铁作芯，将生铁包裹在外，这样便能铸成兼具硬度与韧性的器物。当然这种做法也可能在不经意间实现了灌钢的技术需求，实际上制成了钢。