Khi sắt nóng chảy nguội đi, nó kết tinh ở 1538 ℃ ở dạng thù hình δ, dạng này có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối (bcc). Khi nó nguội nhiều hơn cấu trúc tinh thể của nó chuyển sang dạng lập phương tâm mặt (fcc) ở 1394 ℃, khi đó nó có ở dạng sắt γ, hay austenit. Ở 912 ℃ cấu trúc tinh thể lại chuyển sang dạng bcc là sắt α, hay ferrit, và ở 770 ℃ (điểm Curie, Tc) sắt trở thành sắt từ. Khi sắt đi qua điểm Curie sẽ không có sự thay đổi cấu trúc tinh thể, nhưng có sự thay đổi về "cấu trúc domain", ở đây mỗi domain chứa các nguyên tử sắt với các spin electron cụ thể. Ở sắt chưa bị từ hòa, tất cả các spin electron của các nguyên tử bên trong một domain có cùng hướng; các domain kề bên chỉ các hướng khác nhau và do đó triệt tiêu nhau. Đối với sắt bị từ hóa, các spin electron của tất cả các domain đều được xếp cùng hướng, vì vậy các hiệu ứng từ của các domain lân cận tăng cường lẫn nhau. Mặc dù mỗi domain chứa hàng tỉ nguyên tử, chúng rất nhỏ với bề rộng chỉ khoảng 10 micromet. Ở áp suất trên 10 GPa và nhiệt độ hàng trăm K hoặc thấp hơn, sắt α chuyển thành cấu trúc sáu phương kết chặt (hcp), hay còn gọi là sắt ε; pha γ có nhiệt độ cao hơn cũng biến đổi thành sắt ε, nhưng ở áp suất cao hơn. Pha β, nếu tồn tại, có thể ở áp suất ít nhất 50 GPa và nhiệt độ ít nhất 1500 K; nó được cho là có cấu trúc trực thoi hoặc hcp kép.
Khi sắt nóng chảy nguội đi, nó kết tinh ở 1538 ℃ ở dạng thù hình δ, dạng này có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối (bcc). Ở 912 ℃ cấu trúc tinh thể lại chuyển sang dạng bcc là sắt α, hay ferrit, và ở 770 ℃ (điểm Curie, Tc) sắt trở thành sắt từ.