Żelazo ma dwa elektrony walencyjne. Liczba atomowa lub żelazo wynosi 26, a ma 26 elektronów i 26 protonów. Elektronowa konfiguracja żelaza wynosi 1s22s22p63s23p63d64s2 lub 2, 8, 14, 2 elektrony na powłokę, więc atom żelaza ma dwa elektrony w najbardziej zewnętrznej powłoce.
Kiedy atom żelaza traci dwa elektrony z ostatniej powłoki, ma wartościowość +2, a gdy traci dwa elektrony z podpowłoki 4s i jeden elektron z podpowłoki 3d, ma wartościowość +3 .
Żelazo jest metalem przejściowym i jest umieszczone w grupie ósemkowej lub d-blokowej, a okres czwarty okresowej tablicy elementów. Temperatura topnienia żelaza wynosi 2800 stopni Fahrenheita.
