Le minerai de fer est toute roche ou minéral dont le fer peut être extrait de manière économique. Il vient dans une variété de couleurs, y compris le gris foncé, le jaune vif, le violet foncé et le rouge rouille. Le fer se présente sous forme d’oxydes de fer tels que la magnétite, l’hématite, la limonite, la goethite ou la sidérite. Les formes de minerai économiquement viables contiennent entre 25 et 60 % de fer. À l’époque de l’exploitation minière, certains minerais, appelés minerais naturels, contenaient 66% de fer et pouvaient être directement alimentés dans les hauts fourneaux de fabrication du fer.
Les trois principales sources de minerai de fer sont les formations de fer rubanées, les gisements de minerai de magnétite magmatique et le minerai d’hématite. La plupart des métaux sont extraits des formations de fer rubanées, des structures géologiques établies pour la plupart entre 3 et 1.2 milliards d’années. Les algues bleu-vert libéraient de l’oxygène à l’époque où l’atmosphère et les océans étaient très pauvres en oxygène, se liant avec le fer dissous dans les océans du monde. Ces événements de fixation du fer ont traversé des cycles alors que les algues avaient des efflorescences et des bustes alternés, laissant les bandes caractéristiques observées dans les formations de fer rubanées. Ce minerai se présente sous forme de magnétite ou d’hématite. Des formations de fer rubanées se trouvent sur tous les continents, mais des gisements particulièrement riches se trouvent en Australie, au Brésil et aux États-Unis.
Une autre source importante de fer se trouve dans les gisements de minerai de fer de magnétite magmatique, formés lors d’anciennes éruptions volcaniques qui ont libéré de grandes quantités de magnétite qui s’est ensuite cristallisée. Des gisements associés au granit ont été trouvés dans des endroits comme la Malaisie et l’Indonésie et nécessitent très peu de post-traitement pour extraire le fer. La titanomagnétite, une classe spéciale de minerai de magnétite magmatique, sert également de source de titane et de vanadium, qui est extrait via des fonderies spécialisées.
Une troisième source se trouve dans les gisements de minerai d’hématite, que l’on trouve sur tous les continents, mais surtout en Australie, au Brésil et en Asie. La plupart des hématites proviennent de formations de fer rubanées qui ont subi une altération chimique pendant des milliards d’années en raison de fluides hydrothermaux. Le plus grand producteur mondial de minerai de fer, Vale, situé au Brésil, le produit à partir de minerai d’hématite. Vale produit 15 % de l’approvisionnement mondial en fer. Au total, la production mondiale de minerai est d’environ un milliard de tonnes métriques.