Eisen liegt bei Raumtemperatur in einem festen Aggregatzustand vor. Wie andere Elemente kann es je nach Temperatur und Druck auch als Gas und als Flüssigkeit vorliegen.
Eisen ist ein robustes Material, das auch bei sehr hoher Hitze fest bleibt. Es braucht eine Temperatur von 2800 Grad Fahrenheit oder höher, bis es schmilzt. Bei fast der doppelten Temperatur, 5182 Grad Fahrenheit, verdampft Eisen. Eisen muss geschmolzen werden, um es zu Werkzeugen zu verarbeiten oder mit anderen Materialien zu Legierungen, nämlich Stahl, zu verbinden. In der Praxis wird reines elementares Eisen selten für industrielle Zwecke verwendet, und unreine Sorten wie Grauguss haben niedrigere Schmelzpunkte als die in den Chemietabellen aufgeführten. Der Schmelzpunkt für Grauguss liegt bei etwa 2200 Grad Fahrenheit.