铁是一种在地球上广泛分布的金属元素，具有重要的工业和科学价值。其化学符号为Fe，原子序数为26，在元素周期表中位于第8族。铁在地壳中的含量大约占5%，是仅次于氧、硅、铝之后第四丰富的元素。铁在自然界中主要以氧化物的形式存在，如赤铁矿（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4），也有少量以硫化物形式存在，例如黄铁矿（FeS2）。

铁的物理性质包括银白色的金属光泽，良好的延展性和可锻性，以及优良的导电性和导热性。铁的密度或称比重约为7.87克/立方厘米（g/cm³），这个数值使其成为一种相对重的金属，但并不像一些重金属那样重得难以处理。铁的比重对于材料选择至关重要，尤其是在需要考虑重量与强度比的应用场景下，如汽车制造、建筑结构和航空航天领域。此外，铁的比重也影响着其在水中的浮力，决定了铁制品是否会沉入水中。

纯铁在常温下为体心立方晶格结构，这种结构赋予了铁一定的磁性。当温度上升到912°C时，铁会发生相变，从体心立方晶格转变为面心立方晶格，此时铁失去磁性。继续加热至1394°C时，铁再次发生相变，晶格结构变为密排六方晶格。这些不同温度下的相变对铁的机械性能有显著影响，因此控制铁的加热和冷却过程是金属加工中的关键步骤之一。

铁的合金形式——钢，是现代工业社会的基础材料之一。通过添加碳和其他合金元素，可以改变铁的物理和化学性质，从而生产出满足各种特定需求的钢材。例如，低碳钢因其较高的塑性和韧性而被广泛用于建筑和桥梁建设；高碳钢则因硬度高而适用于刀具和弹簧等产品。铁及其合金的应用几乎涵盖了所有行业，从日常生活用品到尖端科技产品，铁都是不可或缺的重要材料。