Materiały na bazie tlenku żelaza dają pigmenty nietoksyczne, nieplamiące, odporne na warunki atmosferyczne i światło. Naturalne tlenki żelaza zawierają kombinację jednego lub więcej tlenków żelaza(II) lub żelazowych(III) oraz zanieczyszczeń, takich jak mangan, glina lub związki organiczne. Syntetyczne tlenki żelaza można wytwarzać na różne sposoby, w tym poprzez termiczny rozkład soli żelaza, takich jak siarczan żelaza(II), w celu uzyskania czerwieni; wytrącanie w celu uzyskania żółci, czerwieni, brązów i czerni (np. proces Pennimana-Zopha); oraz redukcję związków organicznych żelazem (np. nitrobenzen redukowany do aniliny w obecności określonych substancji chemicznych) w celu uzyskania żółci i czerni. Czerwienie można wytwarzać poprzez kalcynację żółci lub czerni.

Mają one silne właściwości barwiące i są bardziej kryjące niż inne kolory, dlatego często można je stosować w niższych proporcjach niż naturalne pigmenty.