Khi tiếp xúc với không khí ẩm có oxi, hơi nước …. sắt bị oxi hóa theo các phản ứng sau:
2Fe + O2 + 2H2O
2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
Fe(OH)3 bị loại nước dần tạo thành Fe2O3 theo thời gian. Vì gỉ sắt Fe2O3.nH2O xốp nên quá trình ăn mòn tiếp diễn vào lớp bên trong đến khi toàn bộ khối kim loại đều gỉ. Gỉ sắt không còn tính cứng, ánh kim, dẻo của sắt mà xốp, giòn nên làm đồ vật bị hỏng.