Nhiệt độ tăng cao, ngâm mình trong môi trường ẩm ướt và giàu oxy, tiếp xúc với kim loại thấp hơn trong dãy điện hóa và kích động cơ học là những điều kiện khiến đinh sắt bị gỉ nhanh hơn. Gỉ là một phản ứng phân hủy trong đó sắt phản ứng với oxy và nước để tạo thành oxit sắt và hydroxit ngậm nước.
Gỉ sắt dễ bong, xốp và bở, không bảo vệ được các lớp dưới bề mặt khỏi bị gỉ. Gỉ có thể xảy ra trên sắt nguyên chất và hợp kim của sắt, chẳng hạn như thép. Gỉ thép có thể nguy hiểm vì nó có thể ăn mòn ở các khu vực cụ thể của khối tiếp xúc, thuận lợi về mặt điện hóa cho quá trình gỉ. Điều này có thể dẫn đến hỏng hóc ngoài ý muốn của các bộ phận bằng thép khi không khắc phục kịp thời quá trình rỉ sét cục bộ. Sắt nguyên chất ngâm trong môi trường ăn mòn sẽ gỉ đồng đều trên toàn bộ bề mặt, giúp việc kiểm tra trực quan và tính toán tốc độ ăn mòn dễ dàng hơn. Quá trình gỉ kỵ khí có thể xảy ra khi có mặt các hợp chất oxy hóa khác, chẳng hạn như muối clo. Sắt phản ứng với clo tạo thành sắt (II) và sắt (III) clorua, có màu xanh đặc trưng. Có thể ngăn ngừa gỉ bằng cách phủ lên bề mặt sắt một lớp sơn, dầu hoặc kim loại không thấm nước. Kim loại bảo vệ có thể được lắng đọng trên sắt thông qua quá trình mạ điện hoặc bằng cách nhúng sắt vào hợp kim nóng có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp.
