โลหะเจือ โลหะผสม หรือ อัลลอย (อังกฤษ: alloy) คือวัสดุที่เกิดจากการรวมกันของโลหะตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป โดยวัสดุโลหะเจือที่ได้จะมีคุณสมบัติแตกต่างจากส่วนประกอบเดิมของมัน
โลหะเจือถ้าเกิดจากโลหะ 2 ชนิด เรียกว่า ไบนารี่อัลลอย (binary alloy), 3 ชนิด เรียกว่า เทอร์นารี่อัลลอย (ternary alloy), 4 ชนิด เรียกว่า ควอเทอร์นารี่อัลลอย (quaternary alloy)
ตามธรรมดาโลหะเจือจะถูกออกแบบให้มีคุณสมบัติที่ต้องการมากกว่าการดูที่ส่วนผสมของมัน ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าจะแข็งแรงกว่าเหล็กซึ่งเป็นธาตุเหล็ก ทองเหลืองจะมีความทนทานมากกว่าทองแดง แต่มีความสวยงามน่าดึงดูดใจมากกว่าสังกะสี
ต่างจากโลหะบริสุทธิ์ โลหะเจือหลายชนิดไม่ได้มีจุดหลอมเหลวจุดเดียว มันจะมีช่วงหลอมเหลว (melting range) แทน ซึ่งในวัสดุจะเป็นของผสมระหว่างเฟสของแข็งและของเหลว อุณหภูมิที่ซึ่งการหลอมเหลวเริ่มเรียกว่า โซลิดัส (solidus) และอุณหภูมิที่ซึ่งการหลอมเหลวหมดเรียกว่า ลิควิดัส (liquidus) โลหะเจือพิเศษสามารถจะออกแบบให้มีจุดหลอมเหลวเดียวได้ ซึ่งเรียกโลหะเจือนี้ว่า ยูทีติกมิกซ์เจอร์ (eutectic mixture)
บางครั้งโลหะเจือตั้งชื่อตามโลหะพื้นฐาน เช่น ทอง 14 เค หรือ 14 การัต (58%) ทองคำ คือโลหะเจือที่มีทองอยู่ 58 % ที่เหลือเป็นโลหะอื่น เช่นเดียวกับ เงิน ใช้ในเพชร (jewellery) และอะลูมิเนียม
