A ferrugem é o resultado da oxidação do ferro. Este metal em contato com o oxigênio presente na água e no ar se oxida e desta reação surge a ferrugem que deteriora pouco a pouco o material original.

Para evitar que as máquinas, ferramentas e demais objetos feitos de ferro se decomponham por causa da oxidação é necessário evitar que o entrem em contato com o oxigênio, o que pode ser obtido através da pintura ou cobertura da superfície de ferro com óleo ou outras substâncias lubrificantes.

Na formação da ferrugem, ocorre a oxidação do ferro e redução do oxigênio. A soma das duas equações leva à equação geral da formação da ferrugem:

Fe_(s) ---> Fe²⁺ + 2e^- (oxidação do ferro)

O₂ + 2H₂O + 4e^- ---> 4OH^- (redução do oxigênio)

2Fe + O₂ + 2H₂O ---> 2Fe(OH)₂ (equação geral da formação da ferrugem)

Geralmente o Fe(OH)₂ (hidróxido de ferro II) é oxidado a Fe(OH)₃ (hidróxido de ferro III), que é muitas vezes representado por Fe₂O₃ . 3H₂O. A presença de ions em contato com o ferro facilita sua oxidação, por isso em regiões litorâneas (contêm maior concentração de sais) a ferrugem aparece com maior frequência.

É algum metal com maior potencial de oxidação que o ferro. Geralmente usa-se o zinco, que tem maior tendência a perder elétrons que o ferro (o zinco se oxida no lugar do ferro).