超纯金属的制备手段主要包括化学提纯和物理提纯，其中化学提纯如精馏（特别是金属氯化物的精馏及氢还原）、升华和溶剂萃取，物理提纯如区熔提纯是常用的方法。以区熔提纯为例，其效果往往优于单一方法，尤其是在提纯后的金属纯度提升上。
化学提纯虽能将金属提纯，但容易受到容器和药剂杂质的影响，纯度受限。通常先用化学方法将金属纯化到一定程度，再借助物理提纯如区熔提纯，以实现更高纯度。以半导体材料锗和超纯金属铝为例，锗的区熔提纯效果显著，其纯度通过电阻率表征，电阻率达到30-50欧姆·厘米时，纯度已达到8-9，能满足电子器件需求。然而，对于探测器级的超纯锗，还需进一步特殊处理，除去部分分配系数接近1或大于1的杂质，如磷、砷等。
铝的提纯过程则不同，通过三层电解法制得的精铝纯度为99.99%，区熔提纯只能提升至5的高纯度。但在有机物电解液中电解，可以提纯到99.9995%，除去不利分配系数的杂质，经过数次区熔提纯，可达接近7的纯度。这种超纯铝因其低温下的高导电性，适合用于低温电磁设备。化合物半导体材料所需的金属，如镓、铟等，可通过氯化物精馏、氢还原、电解精炼、区熔和拉晶提纯等方法，达到0.1-1ppm的总金属杂质含量。银、金等其他金属也可达到相近的高纯度水平。
任何金属都不能达到绝对纯。“超纯”具有相对的含义，是指技术上达到的标准。由于技术的发展，也常使“超纯”的标准升级。