輕而堅金屬的中心理念是通過材料科學和工程技術的創新，實現金屬材料在保持高強度的同時，顯著降低其重量。這種理念的核心在於最佳化材料的微觀結構和成分，以提升其比強度（強度與密度的比值）。以下是實現這一理念的主要方法：
合金設計：通過調整金屬元素的配比，開發新型合金，如鋁合金、鎂合金和鈦合金。這些合金在保持較高強度的同時，密度較低，適合對重量要求嚴格的領域，如航空航天和汽車製造。
複合材料：將金屬與其他材料（如碳纖維或陶瓷）結合，形成複合材料。這種材料不僅具有金屬的強度，還能進一步減輕重量並提升性能。
微觀結構最佳化：通過熱處理、冷加工或增材製造等技術，最佳化金屬的微觀結構，如晶粒細化或引入納米結構，從而提高材料的強度和韌性。
仿生設計：借鑑自然界中輕質高強的結構，如蜂窩結構或骨骼結構，設計出具有高效力學性能的金屬材料。
先進製造技術：利用3D列印、粉末冶金等先進技術，製造複雜幾何形狀和內部結構的金屬部件，實現輕量化和性能最佳化的雙重目標。
輕而堅金屬的理念廣泛套用於航空航天、汽車工業、建築和體育器材等領域，旨在提升性能的同時降低能耗和成本。