成分Fe2O3-nH2O，含Fe -般30-40%。实际上不是一种单独的矿物，而是以针铁矿等铁的氢氧化物为主，包含含水二氧化硅和泥质等的混合体，因而成分变化很大。常呈块状、土状、钟乳状或葡萄状。黄褐色或深褐色。条痕黄褐色。光泽暗淡，硬度视其成分和形态而异，富含硅的致密块状者，其硬度可达5.5；而富含泥质的土状者，其硬度下降至1。是含铁矿物经过氧化和分解而形成，尤其是金属硫化物矿床的地表部分，矿石遭受氧化后，常形成褐铁矿。此外，湖沼沉积成因的褐铁矿常成较大的聚积。可成为炼铁的矿物原料。

褐铁矿和高硅型褐铁矿两大类。矽卡岩褐铁矿占66%，高硅型褐铁矿占34%，矽卡岩褐铁矿主要由褐铁矿、赤铁矿和石英组成，高硅型褐铁矿主要由褐铁矿、赤铁矿、针铁矿和石英组成。褐铁矿石中的矿物种类有26种之多，但主要是褐铁矿和石英，其他含量甚微。

早先认为褐铁矿是成分为 2Fe2O3·3H2O的一种独立矿物，但X射线衍射分析表明,它们大部分是隐晶质的针铁矿，可混有纤铁矿、赤铁矿、石英、粘土等，含吸附水及毛管水，成分可变，但基本上为 FeO(OH)·nH2O。物理性质亦可变,但总是呈各种色调的褐色,条痕黄褐色。

由于它属于含铁矿物的风化产物（Fe2O3·nH2O），成分不纯，水的含量变化也很大。通常呈黄褐至褐黑色，条痕为黄褐色，半金属光泽，块状、钟乳状、葡萄状、疏松多孔状或粉末状，也常呈结核状或黄铁矿晶形的假象出现。硬度随矿物形态而异，无磁性。褐铁矿是氧化条件下极为普遍的次生物质，在硫化矿床氧化带中常构成红色的“铁帽”，可作为找矿的标志。

褐铁矿的含铁量虽低于磁铁矿和赤铁矿，但因它较疏松，易于冶炼，所以也是重要的铁矿石。世界著名矿产地是法国的洛林、德国的巴伐利亚、瑞典等地。

褐铁矿床为酸性残余火成岩与石灰岩接触发生交代硫化作用，并经后期长期氧化作用成黄铁矿矽卡岩型铁帽状褐铁矿床，整个矿床平均含铁地质品位为37%以上，褐铁矿石、石英占总量的90%以上，其中石英占10%~40%，与褐铁矿成消长关系。矿石的工业类型有矽卡岩。