Żelazo jest srebrzystoszarym, ciągliwym i kowalnym metalem topiącym się w wysokiej temperaturze. Jest ferromagnetykiem. Występuje w trzech odmianach alotropowych. Obok kobaltu i niklu należy do grupy żelazowców. Jest dość aktywny chemicznie.
Żelazo jest metalem dość aktywnym chemicznie w temperaturze pokojowej. Reaguje po ogrzaniu z siarką, fosforem, fluorem, chlorowcami i parą wodną. Tworzy związki z wodorem, borem, węglem, azotem i krzemem. Z powietrzem nie reaguje w temperaturze pokojowej, natomiast po ogrzaniu pokrywa się warstwą tlenków. Rozpuszcza się w kwasach nieutleniających i rozcieńczonym zimnym kwasie azotowym, tworząc związki na +2 stopniu utlenienia. W gorącym kwasie azotowym tworzy związki na +3 stopniu utlenienia a w stężonym ulega pasywacji. Silnie rozdrobnione żelazo ma właściwości piroforyczne. Metal ten występuje na +2 i +3 stopniu utlenienia. Tlenek żelaza (III) Fe3O4 wykazuje charakter amfoteryczny.