Żelazo (łac. ferrum) jest pierwiastkiem chemicznym, metalem przejściowym (leży w 4 okresie i 8 grupie układu okresowego). Liczba atomowa żelaza równa jest 26, a jego masa atomowa wynosi 55,85 u. Występuje na 9 stopniach utlenienia - −II, −I, 0, I, II, III, IV, V, VI (z czego najczęściej na II i III). Żelazo posiada 25 izotopów, a najpowszechniejszym jest 56Fe (91,72%).
Żelazo w warunkach standardowych ma postać metalicznego ciała stałego o lśniącym, srebrnym kolorze i o gęstości 7874kg/m3. Temperatura topnienia żelaza wynosi 1538ºC, a wrzenia 2861ºC. Bardzo łatwo reaguje z tlenem i wodą, dając tlenki żelaza. Proces ten znany jest powszechnie jako rdzewienie. Tlenki żelaza mają właściwości amfoteryczne – reagują z kwasami, jak i zasadami.
Żelazo stanowi większość wewnętrznego i zewnętrznego jądra Ziemi i jest czwartym najczęściej występującym pierwiastkiem skorupy ziemskiej. Skałami, zbudowanymi ze związków żelaza są m.in. hematyt, magnetyt, limonit i piryt. Jest istotnym surowcem w przemyśle metalurgicznym. Ze względu na niski koszt i dużą wytrzymałość jego stopy są wykorzystywane do budowy elementów konstrukcyjnych budynków, samochodów czy statków. Wyróżnia się trzy formy żelaza: żelazo kute, żeliwo oraz stal – każde z nich uzyskiwane jest w innym procesie technologicznym. Żelazo kute zawiera bardzo mało domieszek węgla (do 0,25%), powstaje przez odpowiednie wykuwanie i walcowanie wytopionego z rudy żelaza. Jest odporne na korozję słonowodą, ma wysoką elastyczność oraz wytrzymałość na rozciąganie. Żeliwo jest formą żelaza z domieszkami węgla i krzemu. Nie ma dobrych właściwości mechanicznych - jest dość kruche i słabo odporne na zgięcia i naprężenia. Istnieją trzy rodzaje żeliwa: białe, ciągliwe i szare. Stal to stop żelaza i węgla (do ok. 2%), im większa zawartość węgla, tym niższa plastyczność stopu.
Żelazo jest ważnym mikroelementem. Jest składnikiem wielu białek m.in. hemoglobiny, mioglobiny czy enzymów łańcucha oddechowego. U zwierząt jego niedobór może prowadzić do niedokrwistości, a u roślin zaburza przebieg fotosyntezy.