目前，全世界有许多镍合金生产基地。在美国至少有5个主要生产厂，同时在南美、德国、法国、联合王国、日本、中国、意大利和西班牙还有许多工厂。用于镍合金的熔炼方法从简单的空气感应熔炼（AIM)开始一直到复杂的三次熔融，以适应某些燃气轮机旋转部件规范的需要。三次熔融通常包括真空感应熔融（VIM)、电渣重熔（ESR)和真空电弧重熔（VAR)的组合。三次熔融通常用来生产“超合金”，为了组合高强度和高温疲劳性能，它要求有格外低的杂质水平。
其他熔炼方法有电弧炉（EAF)熔炼，还有氩－氧－脱碳（AOD)、增压ESR和组合VIM/VAR.AOD方法由于进入到熔池的脱碳气体中存在氩，可以精确控制碳，同时又可使熔池得到保护避免铬的损失。增压ESR方法允许将氮导入含铁的不锈钢熔池中，用于生产抗点蚀和缝隙腐蚀的合金。使用加大真空熔炼方法（例如VIM/VAR)来消除气体例如氧和氮，从而把氧化物和氮化物降低到尽可能低的水平。ESR能够降低硫以及被渣的熔剂反应所去除的其他元素。
一旦熔炼完成，通过一系列的常规热加工和冷加工以及必需的热处理将产品加工到各种不同的形式，例如板材、薄板、棒材和线材。生产镍合金很少采用连续浇铸，首先出于大多数镍合金的特殊性，它限制使用大炉冶炼和同一合金的连续负载。所以，普通铸锭是用上述冶炼方法生产的。随着质量要求的不断提高，砂型铸造和底部浇铸已经得到改进。从铸锭阶段开始，就可能有检修步骤，或者在某些情况下，最终的冶炼过程可为铸锭的热开坯提供合适的表面。
某些合金在开坯前要求高温均质，而其他一些则能在加热后直接轧制或锻造。开坯通常用于较小截面的多个块料，称为块锻或方坯。接着将它们减缩至成品或半成品的产品形式。大多数成品形式采用热轧和冷轧加上退火、喷砂和酸洗组合生产，但无缝管和某些形状的产品则通过挤压和随后的冷加工生产。随着产品截面厚度的降低，有时候采用加氢光亮退火来生产具有干净、光滑表面的最终产品，而不采用化学酸洗。在不同的冷加工过程中，诸如轧制或拉拔，镍合金会显示出每种合金具有的加工硬化特性。对于成分比较复杂的合金（高合金含量）和含碳比较高的合金，加工硬化率通常比较高。简单合金，诸如商用纯镍有时候能够轧制或拉拔而不需要增加中间退火步骤。但是比较起来，大多数镍合金要求中间退火以促成再结晶，并为进一步减小截面而软化。
