I materiali a base di ossido di ferro producono pigmenti atossici, non migranti, resistenti agli agenti atmosferici e alla luce. Gli ossidi di ferro naturali sono costituiti da una combinazione di uno o più ossidi ferrosi o ferrici e da impurità come manganese, argilla o sostanze organiche. Gli ossidi di ferro sintetici possono essere prodotti in vari modi, tra cui la decomposizione termica di sali di ferro, come il solfato ferroso, per produrre i rossi; la precipitazione per produrre gialli, rossi, marroni e neri (ad esempio, il processo Penniman-Zoph); e la riduzione di composti organici mediante ferro (ad esempio, nitrobenzene ridotto ad anilina in presenza di particolari sostanze chimiche) per produrre gialli e neri. I rossi possono essere prodotti calcinando i gialli o i neri.

Hanno un elevato potere colorante e sono più opachi di altri colori, quindi spesso possono essere utilizzati in una proporzione inferiore rispetto ai pigmenti naturali.