Três coisas são necessárias para que a ferrugem se desenvolva: ferro, água e oxigênio. A ferrugem, também conhecida como óxido de ferro, ocorre quando a água começa a reagir com o dióxido de carbono no ar para formar uma camada muito fraca ácido carbônico, que faz com que o ferro se dissolva e se ligue ao oxigênio.
Embora todos os metais possam oxidar, apenas o ferro ou outras ligas de ferro podem realmente formar ferrugem. Para evitar oxidação e ferrugem, o ferro que é exposto ao ar e à água normalmente é protegido. Pintar, galvanizar ou revestir o ferro com uma liga resistente à ferrugem são técnicas comuns usadas para evitar que o ferro reaja com o ar e a água, formando uma camada protetora sobre o ferro.