1、在高温时，铁在纯氧中燃烧，剧烈反应，火星四射，生成Fe₃O₄，Fe₃O₄可以看成是FeO·Fe₂O₃。铁在氧气中燃烧火星四射的原因是铁丝中通常含有少量碳元素，而纯铁燃烧几乎不会有火星四射的现象。）

化学方程式为：3Fe+2O₂=Fe₃O₄（点燃）。

2、铁在常温下，与水、空气作用生成氧化铁，原理是和氧气、水反应，这也就是铁锈的生成原理。氧化铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下，与环境中的水分和氧气反应，铁金属便会生锈。

化学方式为：4Fe+3O₂+XH₂O=2Fe₂O₃·XH₂O。