ऊपर वर्णित फलों द्वारा तथा सूक्ष्मदर्शी, एक्स-किरण वर्णक्रम मापी, ऊष्मीय तथा रासायनिक विश्लेषण और दूसरे भौतिक परीक्षणों द्वारा मिश्रधातओं के संगठन तथा क्रिस्टलीय रचना के विस्तृत अध्ययन के परिणामस्वरूप, मिश्रधातुओं को तीन श्रेणियों में रखा गया है। यह विभाजन मिश्रधातुओं में अवयव धातुओं के परमाणुओं का समूह किस प्रकार से संगठित है, उसके आधार पर किया गया है। ये तीन श्रेणियाँ निम्नलिखित हैं:

अलौह मिश्रधातुएँ
वर्गीकरण
ठोस विलयन
लोह मिश्रधातुएँ