三氧化二铁难溶于水，不与水反应。

三氧化二铁一般指氧化铁，是铁锈的主要成分，铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下，与环境中的水分和氧气反应生成氧化铁，铁金属便会生锈。三氧化二铁与盐酸反应生成水和氯化铁，三氧化二铁与稀硫酸反应生成水和硫酸铁。铝与氧化铁混合后组成铝热剂，加热后生成氧化铝和铁。