Muitos metais oxidam e corroem, mas a ferrugem, ou óxido de ferro, é específica para metais ferrosos como o aço. A ferrugem é formada quando o oxigênio se liga a um átomo de ferro para formar uma molécula de óxido de ferro. Esta molécula é consideravelmente maior do que as moléculas de ferro circundantes, então ela rapidamente se desaloja e se desprende da superfície. Isso expõe metal fresco que também pode enferrujar.
A oxidação do ferro é uma reação que requer três componentes: um eletrólito, um ânodo e um cátodo. Um ânodo é um átomo que abre mão de um elétron durante o processo, um cátodo é outro átomo que pega o elétron e um eletrólito é o meio pelo qual o elétron pode viajar. O ferro é altamente condutor e pode atuar como seu próprio ânodo, bem como como cátodo. O eletrólito geralmente é o ácido carbônico.
O ácido carbônico é formado quando uma gota d'água, geralmente chuva, cai no ar e absorve uma certa quantidade de dióxido de carbono. Esse dióxido de carbono se combina com a molécula de água para formar um composto um tanto ácido que degrada rapidamente qualquer ânodo potencial que encontrar. Repousando sobre uma superfície de ferro, o ácido carbônico permite o fluxo de elétrons de alguns átomos de ferro, agindo como anodos, para outros átomos de ferro agindo como cátodos. O processo corrói rapidamente as superfícies de metal e as deixa esburacadas e vermelhas ou marrons.
