纯铁的同素异构体有三种： 铁素体：代号F，是碳在阿尔法铁中形成的固溶体，体心立方结构，即bcc晶格。

奥氏体：代号A，是碳在德尔塔铁中形成的固溶体，面心立方结构，即fcc晶格。

渗碳体：代号Cem，是铁与碳形成的化合物，分子式Fe3C，复杂的晶体结构。