De nombreux métaux s'oxydent et se corrodent, mais la rouille, ou oxyde de fer, est spécifique aux métaux ferreux tels que l'acier. La rouille se forme lorsque l'oxygène se lie à un atome de fer pour former une molécule d'oxyde de fer. Cette molécule est considérablement plus grosse que les molécules de fer environnantes, elle se déloge donc rapidement et s'écaille de la surface. Cela expose le métal frais qui peut également rouiller.
L'oxydation du fer est une réaction qui nécessite trois composants : un électrolyte, une anode et une cathode. Une anode est un atome qui cède un électron au cours du processus, une cathode est un autre atome qui absorbe l'électron et un électrolyte est le milieu à travers lequel l'électron peut voyager. Le fer est hautement conducteur et peut agir comme sa propre anode ainsi que comme cathode. L'électrolyte est souvent de l'acide carbonique.
L'acide carbonique se forme lorsqu'une goutte d'eau, généralement de la pluie, tombe dans l'air et absorbe une quantité de dioxyde de carbone. Ce dioxyde de carbone se combine avec la molécule d'eau pour former un composé quelque peu acide qui dégrade rapidement toute anode potentielle qu'il rencontre. Reposant sur une surface de fer, l'acide carbonique permet le flux d'électrons de certains atomes de fer, agissant comme des anodes, vers d'autres atomes de fer agissant comme des cathodes. Le processus ronge rapidement les surfaces métalliques et les laisse piquées et rouges ou brunes.
