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性質および化学反応塩酸および希硫酸と徐々に反応して溶解し淡緑色の２価のアクア鉄イオン[Fe(H2O)6]2+を生成するが、これはやがて空気酸化され３価に変化する。希硝酸中ではニトロシル錯体[Fe(NO)(H2O)5]2+を生じて黒褐色溶液となり、次第に３価イオンとなる。濃硝酸中では酸化皮膜を生じて不動態となり、反応が停止する。３価のアクアイオン[Fe(H2O)6]3+は本来淡紫色であるが、通常は水溶液中で加水分解しヒドロキソ錯体[Fe(OH)(H2O)5]2+などを形成して黄色を呈する。うすいアルカリとはほとんど反応しないが、沸騰した濃水酸化ナトリウム水溶液とは徐々に反応しテトラヒドロキソ鉄(Ⅱ)酸イオンを生成する。 通常「鉄」と称しているものは鋼鉄であり、0.1〜2％程度の炭素および微量のマンガンなどを含む。純鉄は電気分解または鉄カルボニル[Fe(CO)5]の熱分解などで製造され、純度の高いものほど軟らかく、さびにくくなる。鉄は著しい強磁性を示し飽和磁気モーメントσsは20℃で218.0 [4π×10-4Wb·m]、770℃のキュリー点以上では常磁性となる。 鉄は何段階かの相転移を起こし、室温では体心立方格子のα鉄であるが、キュリー点以上はβ鉄、910℃で結晶格子が変化して面心立方格子となったものはγ鉄、さらに1400℃以上では体心立方格子のδ鉄に変化する。
 自然界における存在火成岩中では鉄は主に輝石(Mg,Fe)2Si2O6、カンラン石(Mg,Fe)2SiO4および磁鉄鉱Fe3O4などの有色鉱物として普遍的に存在する。磁鉄鉱を含む岩石が風化し、堆積したものが砂鉄である。鉄鉱石には磁鉄鉱および赤鉄鉱Fe2O3などがあり、それぞれ黒錆および赤錆の成分でもある。磁鉄鉱は逆スピネル型構造をとり、これは酸化物イオンが面心立方格子をなし、この正四面体型４配位サイトの1/8をFe3+が占め、正八面体型６配位サイトのそれぞれ1/4をFe2+とFe3+が占めている構造であり強磁性を示す。 鉄分を含む岩石が風化し、水酸化鉄(Ⅲ)が沈着して生成したものが褐鉄鉱である。植物の根に筒状に生成したものは高師小僧と呼ばれ、団塊上に沈着した後乾燥することにより内部に空間が生じたものは鳴石と呼ばれる。また黄鉄鉱が風化変質し、五角十二面体あるいは立方体の結晶形を保持したものはそれぞれ武石および枡石と呼ばれる。 赤血球の色素であり、体内に酸素を運搬するはたらきのあるヘモグロビンは分子量が８万程度のたんぱく質で、４つのサブユニットと呼ばれる単位からなり、それぞれの中心部にヘムと呼ばれるポルフィリン環に囲まれた鉄原子が存在し、これが酸素分子をゆるく結合させるサイトである。
工業的用途日本古来のたたら製鉄では原料として砂鉄および木炭を用い、天秤ふいごにより空気を送りながら２週間程度燃やし続け、玉鋼を得ていた。手工業で小規模であるが良質の鉄が作られていた。
主な化合物
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[Fe(OH)(H2O)5]2+ + H+
