Forskellige jernholdige mineraler kan hovedsageligt opdeles i tre kategorier efter deres mineralsammensætning: magnetit, hæmatit og limonit. Deres kemiske sammensætning, krystallinske struktur og geologiske forhold er forskellige, så forskellige jernmalm har forskellige ydre former og fysiske egenskaber.
(1) Magnetit
Det vigtigste jernholdige mineral er magnetit, og dets kemiske formel er Fe3O4, hvoraf FeO=31 procent, Fe2O3=69 procent, og det teoretiske jernindhold er 72,4 procent. Denne malm indeholder nogle gange en kombination af TiO2 og V2O5 kompositmalm, kaldet henholdsvis titanomagnetit eller vitriolit. Det ses sjældent i naturlige rene magnetitmalme, og ofte på grund af overfladeoxidation oxideres en del af magnetitten og omdannes til semi-fantomhæmatit og pseudo-hæmatit. Den såkaldte falsk hæmatit er oxidationen af magnetit (Fe3O4) til hæmatit (Fe2O3), men den bevarer stadig den oprindelige form af magnetit, så den kaldes falsk hæmatit.
Magnetit har stærke magnetiske egenskaber, og krystallen er ofte oktaedrisk, og nogle få er rombiske dodekaeder. Tilslagene danner ofte tætte blokke, farvestriberne er jernsorte, semi-metallisk glans, den relative tæthed er 4.9-5.2, hårdheden er 5.5-6, og der er ingen spaltning. Gangen er hovedsageligt kvarts og silikat. Det har dårlig reducerbarhed og indeholder generelt høje niveauer af skadelige urenheder såsom svovl og fosfor.
(2) Hæmatit
Hæmatit er vandfri jernoxidmalm, dens kemiske formel er Fe2O3, og det teoretiske jernindhold er 70 procent. Denne malm danner ofte enorme forekomster i naturen, og den er hovedmalmen til industriel produktion målt i nedgravnings- og minedriftsvolumen.
Jernindholdet i hæmatit er generelt 50 procent til 60 procent. Det indeholder mindre skadelige urenheder som svovl og fosfor, og reduktionen er bedre end magnetit. Derfor er hæmatit en forholdsvis god jernfremstillingsråvare.
Hæmatit har primær og vild, og den regenererede hæmatitmagnetit mister sine magnetiske egenskaber efter oxidation, men bevarer stadig den krystallinske form af magnetit. Pseudo-hæmatitten indeholder ofte en vis restmagnetit. Nogle gange indeholder hæmatit også nogle vejrbestandige produkter af hæmatit, såsom limonit (2Fe2O3·3H2O).
Hæmatit har en semi-metallisk glans, hårdheden af krystallisatoren er 5.5-6, hårdheden af jordagtig hæmatit er meget lav, ingen spaltning, den relative tæthed er 4.9-5.3, kun svag magnetisk, og ganguren er silikat.
(3) Limonit
Limonit er en vandholdig jernoxidmalm, som dannes ved forvitring af andre malme. Det er den mest udbredte i naturen, men det er sjældent at finde store gravforekomster. Dens kemiske formel er nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). Limonit er faktisk en blanding af goethit (Fe2O3·H2O), hydrogoethit (2Fe2O3·H2O) og jernoxider med forskelligt krystalvand og stivelsesholdige stoffer. De fleste af de jernholdige mineraler i limonit findes i form af 2Fe2O3·H2O.
Generelt er jernindholdet i limonitmalm 37 procent til 55 procent, og nogle gange er fosforindholdet højere. Limonit har en stærk vandoptagelse og optager generelt en stor mængde vand. Efter ristning eller opvarmning i højovn fjernes frit vand og krystalvand, og malmens porøsitet øges, hvilket i høj grad forbedrer malmens reduktionsevne. Derfor er reduktionsevnen af limonit bedre end for hæmatit og magnetit. Samtidig øges malmens jernindhold tilsvarende på grund af fjernelse af fugt.