ウランやプルトニウムを，単体金属または合金の形で原子炉用燃料としたもの．いわゆるコールダホール型ガス冷却炉のウラン金属燃料や，研究用原子炉などに用いられているアルミニウム・ウラン合金燃料などがある．また，近年，高速増殖炉用に開発が進められているウラン・プルトニウム・ジルコニウム三元合金燃料などもある．