三氧化二铁的化学式不能读成三氧化二铁分子，因为根本就没有这种说法。
三氧化二铁是化学式为Fe2O3的无机化合物。它是铁的三种主要氧化物之一，另外两种是不常见的
氧化亚铁(FeO)；和
四氧化三铁(Fe3O4)，其也作为矿物磁铁矿天然存在。
氧化铁又叫
赤铁矿，他是钢铁冶炼中铁的主要来源，它很容易被酸侵蚀。氧化铁通常被称为铁锈，在某些场合，这样说没有什么问题，因为铁锈有几个共同的性质和相似的组成。对化学家来说，铁锈是一种定义不清的物质，被称为水合氧化铁。
Fe2O3有多种晶型。在主要的α和γ构型的氧化铁中，铁是六配位八面体结构。也就是说，每个铁中心与六个氧配合。
α晶型
α-Fe2O3具有菱形晶型、刚玉(α-Al2O3)结构，是最常见的晶型。在自然界，它以赤铁矿的形式存在，赤铁矿是主要的
铁矿石。它在约260 K(莫林相变温度)以下是反铁磁性的，并且在260 K和950 K的奈耳温度之间表现出弱铁磁性。热分解和液相沉淀法都可以很容易的制得氧化铁。它的磁性取决于许多因素，例如压力、粒度和
磁场强度。
γ晶型
γ-Fe2O3具有立方结构，它的稳定性稍差，是在高温下由α晶型转变而来。它以矿物磁赤铁矿的形式自然存在，通常粒径小于10纳米的超细粒子都是超顺磁性的，但是它是铁磁性的，这可以用于录音磁带上。它可以通过γ-羟基氧化铁加热脱水制备，另一种方法包括四氧化三铁的控制氧化来制取。γ-氧化铁的超细粉末可以通过草酸铁(ⅲ)的热分解来制备。