氧气（O2）为气态的非金属单质，铁（Fe）为固态的金属单质，二者之间发生的化学反应有两种。

一个为缓慢氧化，即铁在潮湿的环境中与氧气发生氧化反应，方程式为：4Fe＋3O2＝2Fe2O3。

另一个为剧烈的氧化反应，即铁在氧气中燃烧，方程式：3Fe十2O2＝（点燃）Fe3O4。