El mineral de hierro es cualquier roca que contenga una cantidad utilizable de hierro. Los minerales comunes incluyen hematita, magnetita, limonita y siderita, y estos se encuentran con frecuencia junto con una variedad de silicatos. Aunque el hierro no se encuentra en su forma pura en la naturaleza, algunos tipos de mineral contienen hasta un 70% de átomos de hierro. El mineral de hierro se compone de átomos de oxígeno y hierro unidos en moléculas. Para crear hierro puro, hay que desoxigenar el mineral, dejando solo átomos de hierro, que es la esencia del proceso de refinación.
Para alejar a los átomos de oxígeno del mineral se requiere calor y un socio atómico alternativo al que se unirá el oxígeno. El carbono cumple este papel muy bien y está fácilmente disponible en forma de carbón vegetal de uso diario, o coque, una forma de carbono hecha a partir del carbón. Los átomos de carbono se unen al oxígeno del mineral para crear dióxido de carbono y monóxido de carbono, gases que escapan por una chimenea. Debido a que el mineral de hierro generalmente contiene silicatos, que no se unen al carbono, estos permanecen en el hierro después de que se refina, creando hierro forjado, una forma de metal maleable y fuerte utilizada por los herreros a lo largo de la historia.
Para crear una forma de hierro aún más pura, conocida como arrabio, se debe agregar piedra caliza a la mezcla y aumentar el calor. Esto se hace contemporáneamente en la estructura similar a un silo conocida como alto horno. El calcio de la piedra caliza se une a los silicatos del mineral, creando un material llamado escoria, que flota sobre el hierro líquido puro. El hierro se drena periódicamente en un molde desde un puerto en la parte inferior del alto horno, donde se enfría. Luego, el arrabio se puede convertir en hierro forjado mezclándolo con silicio, o se puede procesar más para crear acero.
El acero es una forma de hierro mezclado con 0.5% – 1.5% de carbono, pero sin oxígeno, silicatos u otras impurezas. Este metal es mucho más difícil de trabajar que el hierro forjado, pero es mucho más resistente. El hierro se puede mezclar con varios otros elementos para crear aleaciones con las propiedades deseadas, como ligereza o resistencia a la oxidación (acero inoxidable).
Debido a que el hierro es tan común (que compone el 5% de la corteza terrestre), fuerte y relativamente fácil de procesar, juega un papel muy íntimo en la civilización humana. Aproximadamente el 98% de todo el mineral enviado a todo el mundo se utiliza en la producción de hierro o acero. Los depósitos superficiales están disponibles en abundancia en la mayoría de las áreas geográficas. Las civilizaciones antiguas que alcanzaron el umbral de la tecnología necesaria para fundir el mineral de hierro disfrutaron de ventajas decisivas sobre sus competidores, cuyas armas de bronce y cobre no podían competir con las ferreterías.