Minereu de fier este orice rocă care conține o cantitate utilizabilă de fier. Mineralele obișnuite includ hematitul, magnetitul, limonitul și sideritul, iar acestea se găsesc frecvent împreună cu asorți silicați. Deși fierul nu se găsește în forma sa pură în natură, unele tipuri de minereu conțin până la 70% atomi de fier. Minereul de fier este format din oxigen și atomi de fier legați împreună în molecule. Pentru a crea fier pur, trebuie să deoxigenați minereul, lăsând în urmă doar atomi de fier, care este esența procesului de rafinare.
Pentru a îndepărta atomii de oxigen de minereu este nevoie de căldură și un partener atomic alternativ de care oxigenul să se lege. Carbonul îndeplinește acest rol frumos și este ușor disponibil sub formă de cărbune de zi cu zi, sau cocs, o formă de carbon obținut din cărbune. Atomii de carbon se leagă de oxigenul din minereu pentru a crea dioxid de carbon și monoxid de carbon, gaze care ies din coș. Deoarece minereul de fier conține de obicei silicați, care nu se leagă de carbon, aceștia rămân în fier după ce este rafinat, creând fierul forjat, o formă maleabilă și puternică de metal folosită de fierari de-a lungul istoriei.
Pentru a crea o formă și mai pură de fier, cunoscută sub numele de fontă brută, calcar trebuie adăugat la amestec și căldura crescută. Acest lucru se realizează în mod contemporan în structura asemănătoare silozului cunoscută sub numele de furnal. Calciul din calcar se leagă de silicații din minereu, creând un material numit zgură, care plutește deasupra fierului lichid pur. Fierul este scurs periodic într-o matriță dintr-un orificiu de la fundul furnalului, unde se răcește. Fonta brută poate fi apoi transformată în fier forjat prin amestecarea acesteia cu siliciu sau prelucrată în continuare pentru a crea oțel.
Oțelul este o formă de fier amestecată cu 0.5% – 1.5% carbon, dar fără oxigen, silicați sau alte impurități. Acest metal este mult mai greu de lucrat decât fierul forjat, dar este mult mai puternic. Fierul poate fi amestecat cu diverse alte elemente pentru a crea aliaje cu proprietățile dorite, cum ar fi ușurința sau rezistența la rugină (oțel inoxidabil).
Deoarece fierul este atât de comun (compunând 5% din scoarța terestră), puternic și relativ ușor de prelucrat, joacă un rol foarte intim în civilizația umană. Aproximativ 98% din tot minereul transportat în întreaga lume este folosit în producția de fier sau oțel. Depozitele de suprafață sunt disponibile din abundență în majoritatea zonelor geografice. Civilizațiile antice care au atins nivelul prag de tehnologie necesar pentru topirea minereului de fier s-au bucurat de avantaje decisive față de concurenții lor, ale căror arme din bronz și cupru nu se potriveau fabricilor de fier.