Một khuôn ép đùn kim loại là một công cụ được chế tạo chính xác, thường được sản xuất từ thép dụng cụ chất lượng cao chịu nhiệt như H13, đóng vai trò là thành phần định hình cuối cùng trong quá trình ép đùn kim loại. Khuôn này được thiết kế để chịu được các điều kiện khắc nghiệt, bao gồm nhiệt độ lên tới 500°C và áp lực cực lớn có thể vượt quá 1000 MPa đối với một số hợp kim. Chức năng chính của khuôn là làm biến dạng dẻo một phôi nhôm hoặc thép đã được nung nóng, buộc vật liệu chảy qua một lỗ định hình (lỗ khuôn) để tạo thành sản phẩm liên tục có mặt cắt ngang cụ thể và không đổi. Thiết kế khuôn ép đùn kim loại là sự cân bằng phức tạp giữa khoa học vật liệu và động lực học chất lưu. Khuôn phải đảm bảo dòng chảy vật liệu đồng đều, từ tâm ra các góc để tránh các khuyết tật như xoắn hoặc cong vênh. Các yếu tố thiết kế quan trọng bao gồm góc tiếp cận, chiều dài bề mặt chịu lực (bearing length), cũng như việc sử dụng bộ cấp liệu và vách ngăn để kiểm soát vận tốc kim loại. Đối với các profile rỗng, khuôn tích hợp một trục khuỷu (mandrel), được hỗ trợ bởi một cầu nối (bridge), nhằm tạo ra khoảng rỗng bên trong. Bộ phận khuôn phải chịu mài mòn nghiêm trọng và mỏi nhiệt, do đó đòi hỏi các quy trình xử lý nhiệt tiên tiến như thấm nitơ để tạo ra lớp bề mặt siêu cứng, chống mài mòn. Độ chính xác của hình học bên trong khuôn, đặc biệt là các bề mặt chịu lực, trực tiếp quyết định độ chính xác về kích thước, độ hoàn thiện bề mặt và tính chất cơ học của sản phẩm ép đùn cuối cùng. Vì vậy, khuôn ép đùn kim loại không chỉ đơn thuần là một công cụ mà còn là nền tảng cốt lõi của toàn bộ quá trình, cho phép sản xuất từ các thanh đặc đơn giản đến các profile kiến trúc và công nghiệp đa khoang phức tạp cao.