四氧化三铁（Fe3O4）虽然能写出化学式，但它实际上是个混合物，它是由三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）这两个金属氧化物组成的。因而四氧化三铁与酸发生的复分解反应实际上是两个反应，方程式为：Fe2O3十6HCl＝2FeCⅠ3十3H2O，FeO十2HCI＝FeCl2十H2O。
四氧化三铁和盐酸反应产生方程式：
Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
铁丝在氧气里燃烧会生成四氧化三铁，比较铁的氧化物的标准摩尔生成Gibbs自由能的大小，得出四氧化三铁的热力学稳定性最大，因此产物是四氧化三铁。
铁与空气接触就会在其表面上形成氧化物，此时，氧化物膜本身的化学组成并非均匀。如一块低碳钢可以为三种氧化物膜所覆盖，与金属接触的是FeO。更确切地说，也许是三种氧化物的饱和固溶体的混合物构成钢铁表面的氧化膜层。
