L'acciaio arrugginisce a causa delle reazioni chimiche che si verificano quando viene a contatto con acqua e ossigeno. Il ferro, un componente dell'acciaio, si combina con acqua e ossigeno per produrre ossido di ferro (III) idrato, che è la sostanza chimica che chiamiamo ruggine.
La ruggine si verifica quando un oggetto è esposto ad ambienti umidi e ricchi di ossigeno; per esempio, lasciare un oggetto d'acciaio all'esterno durante una tempesta di pioggia crea un ambiente ideale per la formazione di ruggine. Questo processo viene accelerato con acqua salata e con piogge acide, poiché le altre sostanze chimiche supportano le reazioni che producono ruggine. Di conseguenza, le imbarcazioni in ferro e acciaio nell'oceano accumulano molto rapidamente ruggine. L'esposizione all'acqua da sola non produce ruggine; se un oggetto d'acciaio è immerso in acqua pura senza accesso all'ossigeno, non arrugginisce.
L'acciaio inossidabile, così come altri metalli come l'alluminio, sono resistenti alla ruggine a causa di ulteriori reazioni all'acqua e all'ossigeno. L'acciaio inossidabile contiene almeno il 10% di cromo, che reagisce con acqua e aria per formare un rivestimento protettivo estremamente sottile all'esterno del metallo. Questo rivestimento impedisce all'acqua e all'ossigeno di entrare in contatto con la superficie del metallo e di interagire con il ferro nell'acciaio inossidabile. Poiché questo film è microscopicamente sottile, non è visibile ad occhio nudo.
