高炉冶炼过程是一系列复杂的物理化学过程的总和。有炉料的挥发与分解，铁氧化物和其他物质的还原，生铁与炉渣的形成，燃料燃烧，热交换和炉料与煤气运动等。这些过程不是单独进行的，而是在相互制约下数个过程同时进行的。基本过程是燃料在炉缸风口前燃烧形成高温还原煤气，煤气不停地向上运动，与不断下降的炉料相互作用，其温度、数量和化学成分逐渐发生变化，最后从炉顶逸出炉外。炉料在不断下降过程中，由于受到高温还原煤气的加热和化学作用，其物理形态和化学成分逐渐发生变化，最后在炉缸里形成液态渣铁，从渣铁口排出炉外。
高炉冶炼的主要产品是生铁，副产品是炉渣、煤气和一定量的炉尘(瓦斯灰)。
1、生铁
生铁组成以铁为主,此外含碳质量分数为2.5%-4.5%,并有少量的硅、锰、磷、硫等元素。生铁质硬而脆,缺乏韧性,不能延压成型,机械加工性能及焊接性能不好,但含硅高的生铁(灰口铁)的铸造及切削性能良好。 生铁按用途又可分为普通生铁和合金生铁,前者包括炼钢生铁和铸造生铁,后者主要是锰铁和硅铁。合金生铁作为炼钢的辅助材料,如脱氧剂、合金元素添加剂。普通生铁占高炉冶炼产品的98%以上,而炼钢生铁又占我国目前普通生铁的80%以上,随着工业化水平的提高,这个比例还将继续提高。
2、炉渣
炉渣是高炉冶炼的副产品。矿石中的脉石和熔剂、燃料灰分等熔化后组成炉渣，其主要成分为Ca0、Mg0、Si02、Al203及少量的Mn0、Fe0、S等。炉渣有许多用途，常用做水泥原料及隔热、建材、铺路等材料。每吨生铁的炉渣量由过去的700-1000kg降低至l50-300kg。
3、煤气
高炉煤气的化学成分为C0、C02、H2、N2及少量的CH4。由于煤气中含有可燃成分C0、H2和CH4,经除尘脱水后作为燃料，其发热值约(800900)×4.18168kJm3 随着高炉能量利用的改善而降低，每吨铁可产煤气2000-3000m3。
高炉煤气是无色、无味的气体，有毒易爆炸。应加强煤气的使用管理。
4、炉尘
炉尘是随高炉煤气逸出的细粒炉料，经除尘处理与煤气分离。炉尘含铁、碳、Ca0等有用物质，可作为烧结的原料，每吨铁产炉尘为l0-100kg，炉尘随着原料条件的改善而减少。