Hidrometalurgija yra vertingų metalų, ištirpusių vandens pagrindo cheminiame mišinyje, kuriame yra metalinių druskų junginių, atgavimo procesas. Toks metalų atgavimas paprastai yra pagrįstas sieros rūgšties tirpalais, o išgauti naudojami taurieji metalai, tokie kaip auksas, platina ir paladis, arba įprastesni pramoniniai metalai, tokie kaip varis, nikelis ir cinkas. Cheminiai procesai paprastai atliekami titano reaktoriuje, kuris, nors ir jautrus sieros rūgšties korozijai, yra apsaugotas dėl ištirpusių metalų sąveikos pačiame tirpale. Reaktoriai veikia esant aukštai temperatūrai ir slėgiui, juose gali būti naudojami įvairūs metalų šalinimo būdai, nors dažniausiai yra išplovimas.
Nors hidrometalurgija buvo praktikuojama dar 16 amžiuje, tik pastaraisiais metais ji tapo plačiai paplitusi dėl didėjančios tauriųjų metalų, tokių kaip auksas, vertės. Dėl to tokius metalus išgauti iš labai mažos koncentracijos rūdoje tapo ekonomiškai naudinga. Apskaičiuota, kad 2011 m. hidrometalurgijos procesais buvo išgaunama daugiau nei 70 skirtingų metalų elementų, įskaitant tokius labai skirtingus metalus kaip uranas, gyvsidabris ir kobaltas.
Kitas hidrometalurgijos terminas yra tirpalo gavyba, o tai dažnai svarbus antrinis procesas pramonės šakose, kuriose reguliariai naudojamos rūgštys, tokios kaip sieros rūgštis ir druskos rūgštis. Procesas turi dvejopą naudą. Jis išvalo rūgštis, kurios dažnai naudojamos kaip metalo valymo ar elektrolitų priemonės, ir išskiria metalų pėdsakus, skirtus perparduoti.
Kai naudojami elektrolitų procesai, kuriuose naudojamas varis ir cinkas, hidrometalurgija leidžia iš tirpalo išgauti metalų derinį. Vario elektrolitų priemaišos apima nikelį, arseną ir alavą, o cinko elektrolitų atveju taip pat galima išgauti magnio ir mangano metalus. Atkūrimo procesas apima dervos, prie kurios jungiasi rūgštis, įvedimą, atskyrimą nuo metalų, kad būtų galima išsiurbti. Nuleidimo arba gryninimo procesas iki regeneravimo ciklo trunka tik penkias minutes, o pagrindinis pranašumas yra tas, kad didžioji dalis rūgšties yra atgaunama tolesniam pramoniniam naudojimui ir kad derva turi ilgą gyvavimo ciklą pakartotiniams valymo etapams.
Išplovimo procesas specialiai hidrometalurgijai pastatytame reaktoriuje yra sudėtingesnis. Temperatūra reaktoriuje turi pakilti iki virš 392° Farenheito (200° Celsijaus). Metalų regeneravimo lygiai taip pat nėra vienodi, o aukso atgavimas geriausiai veikia ir išplauna tik dalį kitų metalų tirpalo koncentracijos. Šis faktas reikalauja, kad būtų naudojami įvairūs tirpalai, siekiant maksimaliai padidinti regeneraciją – nuo chloridų ir halogenidų iki junginių, kurių pagrindą sudaro pavojingas elementas cianidas, pvz., tiocianatas, tiociano rūgšties forma.