Nekatere lastnosti železa vključujejo močno odpornost na visoke temperature, kovran in nodularen material ter odličen prevodnik za elektriko in toploto. Ko gre za fizično strukturo, nekatere lastnosti železa vključujejo, da je kovina in trdna snov. Po videzu ima železo lastnosti, kot so sivkasta barva, lesk ali lesk ter splošna trdota. Zelo edinstvena lastnost železa je njegova sposobnost ustvarjanja močnega magnetnega polja okoli sebe, kar pojasnjuje, zakaj ima Zemlja magnetno polje, saj je jedro planeta zelo bogato s staljenim železom.
V normalni fazi je železo razvrščeno kot trdna snov, njegova gostota pa je okoli 7.87 g/cm-3, zaradi česar je osemkrat gostejše od vode. Ker je železo trdna kovina, potrebuje nenavadno visoko temperaturo, da se stopi, zavre in izhlapi. V fizikalni kategoriji lastnosti železa vključujejo tališče 2800.4 °F (približno 1538 °C) in vrelišče 5183.6 °F (približno 2862 °C). Za pretvorbo železa v plinasto fazo in izhlapevanje je potrebna tudi precejšnja količina energije, natančneje 340 kJ/mol -1. Te res visoke temperature kažejo, da je železo močan in učinkovit material za gradnjo strojev in infrastruktur – pravzaprav najbolj razširjen in najpogosteje uporabljen med vsemi kovinami.
Železo kot trdni element ima lahko delce, ki so kompaktno stisnjeni drug proti drugemu, vendar imajo ti delci sposobnost, da bodisi zdrsnejo čez in pod drugimi delci ali se razprostirajo pri zelo visokih temperaturah. Na ta način sta obe lastnosti železa visoka kovnost in duktilnost. Visoka kovnost pomeni, da je mogoče železo kovati v ravne kose ali upogniti v različne oblike, ne da bi pri tem prišlo do zloma. Visoka duktilnost po drugi strani pomeni, da je mogoče železo raztegniti v tanke žice brez pretrganja.
Lastnosti železa, tako kot večina kovin, vključujejo tudi visoko prevodnost temperature in električne energije. To preprosto pomeni, da ima železo sposobnost prenosa toplote in električnega toka z enega predmeta na drugega. Razlog za to je, da železo, kot je bilo že omenjeno, vsebuje atome, ki so zelo kompaktni in imajo zelo malo, a pravilnih presledkov med njimi. Ko se toplota ali elektrika dotakneta enega konca železa, atom, ki ujame energijo, nekako “vibrira” in preda energijo atomu poleg sebe, dokler ne doseže predmeta na drugem koncu.