Żelazo rdzewieje, gdy wchodzi w kontakt z tlenem i wodą. Rdzewieje szybciej w kwaśnym deszczu i słonej wodzie. Zarówno tlen, jak i woda są niezbędne do rdzewienia, co jest reakcją utleniania.
Gdy żelazo wchodzi w reakcję z tlenem i wodą, tworzy uwodniony tlenek żelaza; to właśnie ludzie postrzegają jako rdzę. Utlenianie odnosi się do reakcji, w których substancja traci elektrony i zwiększa swój ładunek dodatni. W przypadku żelaza traci elektrony na działanie tlenu. W reakcji utleniania elektrony są przenoszone z jednej substancji na drugą. Elektrony żelaza są przenoszone do tlenu, gdy żelazo znajduje się w obecności tlenu.
Woda jest niezbędna do utleniania, ponieważ ułatwia przenoszenie elektronów. Kiedy woda uderza w żelazo, dwie rzeczy pojawiają się niemal natychmiast. Po pierwsze, woda łączy się z dwutlenkiem węgla w celu wytworzenia słabego kwasu węglowego. Gdy żelazo rozpuszcza się i tworzy kwas, część wody rozpada się na podstawowe składniki, tlen i wodór. Tlen i żelazo wiążą się z tlenkiem żelaza, uwalniając w procesie elektrony.
Rdzewienie nie występuje łatwo w miejscach, w których powietrze jest suche przez większość czasu. Jednak w wilgotnym klimacie żelazo rdzeje szybciej, ponieważ powietrze zawiera dużo kropel wody. Kwaśny deszcz i woda zawierająca sól przyspieszają proces rdzewienia.
