在Fe₃O₄里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe₂O₃组成的化合物，可表示为FeO·Fe₂O₃，铁丝在纯氧中燃烧或在高温下与空气中氧气反应生成Fe₃O₄。
化学反应式如下：
3Fe＋2O₂ =Fe₃O₄ 条件是：点燃
常见化学反应
在高温下，易氧化成氧化铁。4Fe3O4+O2=高温=6Fe2O3
在高温下可与还原剂CO、Al、C等反应。
3Fe3O4+8Al=高温=4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO=高温=3Fe+4CO2
在加热条件下可与还原剂氢气发生反应。Fe3O4+4H2=△=3Fe+4H2O
二氧化氮和灼热的铁粉反应生成四氧化三铁和氮气
3Fe+2NO2=高温=Fe3O4+N2
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁 3Fe+2O2=点燃=Fe3O4
炽热的铁和水蒸气反应生成四氧化三铁
3Fe+4H2O(g)=高温=Fe3O4+4H2
和酸反应 Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O