Olika järnhaltiga mineraler kan huvudsakligen delas in i tre kategorier efter deras mineralsammansättning: magnetit, hematit och limonit. Deras kemiska sammansättning, kristallina struktur och geologiska förhållanden är olika, så olika järnmalm har olika yttre former och fysikaliska egenskaper.
(1) Magnetit
Det huvudsakliga järnhaltiga mineralet är magnetit, och dess kemiska formel är Fe3O4, varav FeO=31 procent, Fe2O3=69 procent och den teoretiska järnhalten är 72,4 procent. Denna malm innehåller ibland en kombination av TiO2 och V2O5 kompositmalm, kallad titanomagnetit respektive vitriolit. Den påträffas sällan i naturliga rena magnetitmalmer, och ofta på grund av ytoxidation oxideras en del av magnetiten och omvandlas till semi-fantomhematit och pseudohematit. Den så kallade falska hematiten är oxidationen av magnetit (Fe3O4) till hematit (Fe2O3), men den behåller fortfarande den ursprungliga formen av magnetit, så den kallas falsk hematit.
Magnetit har starka magnetiska egenskaper, och kristallen är ofta oktaedrisk, och några är rombiska dodekaeder. Aggregaten bildar ofta täta block, färgstråken är järnsvarta, halvmetallisk lyster, den relativa densiteten är 4.9-5.2, hårdheten är 5.5-6 och det finns ingen klyvning. Gången är huvudsakligen kvarts och silikat. Den har dålig reducerbarhet och innehåller generellt höga halter av skadliga föroreningar som svavel och fosfor.
(2) Hematit
Hematit är vattenfri järnoxidmalm, dess kemiska formel är Fe2O3 och den teoretiska järnhalten är 70 procent. Denna malm bildar ofta enorma fyndigheter i naturen, och den är den huvudsakliga malmen för industriell produktion i termer av begravnings- och gruvvolym.
Järnhalten i hematit är i allmänhet 50 procent till 60 procent. Den innehåller mindre skadliga föroreningar som svavel och fosfor, och reduktionen är bättre än magnetit. Därför är hematit en relativt bra järnframställningsråvara.
Hematit har primär och vild, och den regenererade hematitmagnetiten förlorar sina magnetiska egenskaper efter oxidation, men behåller fortfarande magnetitens kristallina form. Pseudo-hematiten innehåller ofta en del restmagnetit. Ibland innehåller hematit även vissa vittringsprodukter av hematit, såsom limonit (2Fe2O3·3H2O).
Hematit har en halvmetallisk lyster, kristalliserarens hårdhet är 5.5-6, hårdheten hos jordnära hematit är mycket låg, ingen klyvning, den relativa densiteten är 4.9-5.3, endast svag magnetiska, och gänget är silikat.
(3) Limonit
Limonit är en vattenhaltig järnoxidmalm, som bildas genom vittring av andra malmer. Det är den mest spridda i naturen, men det är sällsynt att hitta stora gravfyndigheter. Dess kemiska formel är nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). Limonit är i själva verket en blandning av goetit (Fe2O3·H2O), hydrogoetit (2Fe2O3·H2O) och järnoxider med olika kristallvatten och argillahaltiga ämnen. De flesta av de järnhaltiga mineralerna i limonit finns i form av 2Fe2O3·H2O.
I allmänhet är järnhalten i limonitmalm 37 procent till 55 procent, och ibland är fosforhalten högre. Limonit har stark vattenabsorption och absorberar i allmänhet en stor mängd vatten. Efter rostning eller uppvärmning i en masugn avlägsnas fritt vatten och kristallvatten, och malmens porositet ökar, vilket avsevärt förbättrar malmens reducerbarhet. Därför är reducerbarheten för limonit bättre än för hematit och magnetit. Samtidigt ökar järnhalten i malmen i motsvarande grad på grund av att fukt avlägsnas.