La plupart des fonderies mettent en oeuvre une seule famille d'alliages ; parmi les fonderies multi-alliages, rares sont celles qui dépassent deux familles. On distingue les fonderies d'alliages ferreux et les fonderies d'alliages non-ferreux. L'une des propriétés essentielles des produits moulés est leur utilisation indifférente à l'orientation des contraintes mécaniques (caractère anisotrope).

Les alliages ferreux sont les fontes et les aciers ; il s'agit d'alliages de fer et de carbone associés à d'autres éléments.

Les fontes sont des alliages où le taux de carbone est élevé (2,5 à 4%). Il s'agit d'un matériau présentant de très bonnes propriétés d'utilisation mais peu d'élasticité à la traction. Cela tient à la présence du carbone sous forme de lamelles de graphite libre qui cristallise dans la matrice métallique, celles-ci créent des amorces de rupture entraînant une certaine fragilité : ces fontes sont dénommées fontes à graphite lamellaire. Pour améliorer leurs propriétés, on a recours à des éléments d'addition (nickel, chrome ...). Il s'agit alors de fontes dites alliées dont la teneur en carbone est généralement inférieure à 3%.

Un nouveau type de fonte est apparu depuis. Il s'agit des fontes à graphite sphéroïdal dont les caractéristiques dépassent celles de certains aciers forgés, notamment en ce qui concerne leur résistance à la fatigue : cela tient au fait que dans ces fontes le graphite cristallise sous forme de petites sphères et non de lamelles. Ainsi, l'industrie automobile emploie-t-elle des fontes à graphite sphéroïdal pour réaliser en grande série des pièces de sécurité (vilebrequins, supports de fusée de roue ...), l'adduction d'eau utilise des tuyaux en fontes à graphite sphéroïdal dont la résistance et l'élasticité permettent l'adaptation aux mouvements des terrains.

L'acier quant à lui est toujours principalement constitué d'alliages de fer et de carbone, mais dont la teneur en carbone est inférieure à 0,5%. On distingue trois familles d'aciers de moulage :

- les aciers au carbone (0,15 à 0,45% de carbone),

- les aciers faiblement alliés (moins de 6% d'éléments tels que le chrome, le nickel, le molybdène...),

- les aciers hautement alliés tels que les aciers inoxydables et les aciers réfractaires. Les domaines d'emploi sont essentiellement les matériels destinés aux transports ferroviaires, aux travaux publics, à la sidérurgie, à la production d'énergie (turbines) et au secteur nucléaire.

Les fonderies d'alliages non-ferreux coulent principalement des alliages à base de cuivre, des alliages légers, ultralégers et des alliages à base de zinc.

Les pièces moulées en cuivre et en alliages cuivreux sont plus particulièrement recherchées pour leur facilité d'usinage, leur qualité de frottement, leur résistance à la corrosion et leur conductibilité, mais aussi pour leur bel aspect et leur agréable sonorité. Ces alliages sont surtout utilisés pour la robinetterie, la construction navale, les industries mécaniques et électriques, en sculpture et dans le domaine campanaire. Les fabrications sont en bronze (7 à 20% d'étain), en laiton (20 à 40% de zinc) et en cupro-aluminium (9 à 12% d'aluminium).

Les alliages légers sont élaborés à partir d'aluminium et les ultralégers à partir de magnésium. Les alliages d'aluminium se répartissent en trois grandes classes : les alliages d'aluminium et de silicium (5 à 25% de silicium), d'aluminium et de cuivre (5 à 8% de cuivre), d'aluminium et de magnésium (3 à 6% de magnésium). Leur emploi est lié à leur légèreté (masse volumique : 2,7 g/cm3), leur conductibilité et leur résistance à la corrosion. Les domaines d'utilisation sont principalement l'industrie automobile, la construction électrique, les appareils ménagers, l'armement et les industries aéronautiques et spatiales.

Les fonderies réalisant des pièces en alliages de zinc utilisent des alliages à base de zinc et d'aluminium. Ces alliages sont caractérisés par leur facilité de mise en œuvre et des propriétés mécaniques intéressantes qui s'adaptent bien à des fabrications en grande série de pièces précises. La production va de la fermeture à glissière aux bâtis de machines pour la bureautique, en passant par les jouets, le matériel électrique et les équipements automobiles.

La taille des pièces, qui détermine le volume de métal liquide à préparer, les moyens de manutention et les dimensions des moules.

- Le nombre de pièces par série, qui conduit à des procédés de moulage mécanisés, automatisés, ou non, et qui influe sur la taille de l'entreprise.

- La précision dimensionnelle et le niveau de qualité souhaité, qui peut conduire à des procédés de moulage spéciaux : moulage en carapace, en cire perdue ... et à des équipements de contrôle adaptés.

La contradiction entre souplesse et spécialisation n'est qu'apparente. En effet, la souplesse permet à la fonderie de donner satisfaction à de très nombreux utilisateurs avec des produits extrêmement variés. Par contre, cette variété impose la spécialisation des outils de production.