三氧化铁不是离子型化合物，是共价化合物，按照杂化轨道理论，一个4s电子激发到3d轨道，然后形成3个sd杂化轨道，和三个O形成3个单键，剩下3个d轨道和3个氧原子的p轨道部分重叠，形成一个大的离域键。杂化轨道理论在解释3d以上轨道问题上比较牵强，更好的方法是用
分子轨道理论来解释，但特别麻烦。三氧化铁是共价化合物，不是单纯地失去6个电子这么简单。按照
高中化合价的说法和一般大学对普通化学的要求，将它认为是+6价的，这是规定，不必太过深究。三氧化铁是
高铁酸（HFeO）的
酸酐，有极强的氧化性。高铁酸是强酸，但溶于水中会迅速
水解，所以HFeO在水中显不出酸性。3价铁离子能
铜氧化物单质，不过是在
水溶液中（而
氧化铁不可溶），
四氧化三铁（FeO）也不溶于水，6价铁虽然有强氧化性，但易水解。