A ferrugem é o nome conhecido para um composto muito comum: o óxido de ferro. O óxido de ferro com fórmula Fe²O³, é muito comum pois o ferro gosta de se combinar com o oxigênio.

O ferro (ou aço) enferrujando é consequência de um processo eletroquímico que envolve um ânodo (material que gosta de doar elétrons), um eletrólito (material que transporta os elétrons) e um cátodo (material que gosta de acolher elétrons livres). Quando um pedaço de metal corrói, é o eletrólito que ajuda a fornecer oxigênio ao ânodo.

Para que o ferro se torne óxido de ferro, são necessárias três coisas: ferro, água e oxigênio. Eis o que acontece quando eles ficam juntos: quando uma gota de água atinge um objeto de ferro, duas coisas começam a acontecer quase que imediatamente. A primeira é que a água (um bom eletrólito) se combina com o dióxido de carbono do ar para formar um ácido carbônico fraco, que é um eletrólito ainda melhor.

Conforme o ácido se forma e o ferro se dissolve, uma parte da água irá começar a se quebrar em seus dois componentes: hidrogênio e oxigênio. O oxigênio livre e o ferro dissolvido se ligam para formar óxido de ferro, liberando elétrons no processo.

Os elétrons liberados do ânodo do ferro seguem para o cátodo, que pode ser um pedaço de metal eletricamente menos reativo do que o ferro, ou até outro ponto do mesmo pedaço de ferro.

Para prevenir a ferrugem o mais comum é aplicar uma camada de tinta esmalte ou outras substâncias que causem o mesmo efeito. Pode-se também associar outros metais ao ferro, formando ligas metálicas que não gostam de doar elétrons. O aço inoxidável é um exemplo dessas ligas.