La ruggine viene prodotta quando il ferro entra in contatto diretto con acqua e ossigeno. Tecnicamente, la ruggine deriva da una reazione chimica tra l'anidride carbonica dall'aria, dall'acqua e dal ferro. L'arrugginimento è una reazione di ossidazione.
Il componente chimico della ruggine è l'ossido di ferro. La sua formula chimica è Fe2O3. La ruggine non è altro che semplice ferro corroso. A causa di questa reazione, il ferro viene dissolto da un elettrolito chiamato acido carbonico. L'ossigeno che viene rilasciato dall'acqua si combina con il ferro disciolto. La combinazione di questi due si chiama ruggine. Il ferro e l'acciaio si arrugginiscono più facilmente dell'alluminio.