Les alliages sont des mélanges homogènes qui contiennent des composants uniformément répartis. Les alliages interstitiels se forment lorsque les principaux agents d'alliage se mélangent avec des atomes d'agent beaucoup plus petits. Les atomes plus petits se glissent dans les espaces, ou interstices, entre les principaux agents d'alliage.
L'acier est un alliage interstitiel courant. Il contient un réseau de gros atomes de fer avec quelques atomes de carbone plus petits dans les interstices. En revanche, dans les alliages de substitution, les agents d'alliage remplacent une partie des atomes du métal. Le laiton est un alliage de substitution dans lequel des atomes de zinc remplacent une quantité considérable d'atomes de cuivre du métal. Étant donné que le zinc et le cuivre sont de taille similaire, ils forment un alliage de substitution au lieu d'un alliage interstitiel.