O ferro apresenta diferentes estruturas cristalinas conforme a temperatura varia, caracterizando suas transformações alotrópicas. Em temperaturas ambiente até aproximadamente 912 °C, ele se encontra na forma Cúbica de Corpo Centrado (CCC), conhecida como Ferro alfa (α) ou Ferrita, onde a estrutura possui átomos de ferro nos vértices do cubo e um átomo localizado no centro. Quando a temperatura ultrapassa 912 °C até cerca de 1394 °C, o ferro muda para a estrutura Cúbica de Face Centrada (CFC), chamada de Ferro gama (γ) ou Austenita, apresentando átomos nos vértices e também no centro de cada face do cubo. Acima de 1394 °C até próximo ao ponto de fusão, o ferro retorna à estrutura CCC, sendo denominado Ferro delta (d) ou Ferrita delta. É importante destacar que entre 768 °C e 912 °C a ferrita perde suas propriedades magnéticas, passando de ferromagnética para paramagnética. Antigamente essa mudança era considerada uma fase separada, chamada de Ferro beta (β), mas atualmente essa nomenclatura não é mais utilizada.