Rautamalmi on mikä tahansa kivi, joka sisältää käyttökelpoisen määrän rautaa. Tavallisia malmimineraaleja ovat hematiitti, magnetiitti, limoniitti ja siideritti, ja niitä esiintyy usein yhdessä valikoitujen silikaattien kanssa. Vaikka rautaa ei esiinny puhtaassa muodossaan, jotkin malmit sisältävät jopa 70% rautaatomeja. Rautamalmi koostuu hapesta ja rauta -atomeista, jotka on liitetty yhteen molekyyleiksi. Puhtaan raudan luomiseksi malmista on poistettava hapetus, jättäen vain rauta -atomit taakse, mikä on jalostusprosessin ydin.
Happiatomien houkutteleminen pois malmista vaatii lämpöä ja vaihtoehtoisen atomikumppanin hapen sitoutumiseen. Hiili täyttää tämän tehtävän hienosti ja on helposti saatavilla jokapäiväisen hiilen tai koksin muodossa, hiilestä valmistetun hiilen muodossa. Hiiliatomit sitoutuvat malmin hapen kanssa muodostaen hiilidioksidia ja hiilimonoksidia, kaasuja, jotka poistuvat savupiipusta. Koska rautamalmi sisältää tyypillisesti silikaatteja, jotka eivät sido hiiltä, ne jäävät rautaan jalostamisen jälkeen, jolloin syntyy takorautaa, muovattavaa ja vahvaa metallia, jota sepät ovat käyttäneet kautta historian.
Vielä puhtaamman raudan muodon luomiseksi, joka tunnetaan nimellä rautarauta, kalkkikiveä on lisättävä seokseen ja lämpöä lisättävä. Tämä tehdään samanaikaisesti siilomaisessa rakenteessa, joka tunnetaan masuunina. Kalsium sitoutuu kalkkikiveen malmin silikaatteihin, jolloin syntyy kuona, joka kelluu puhtaan nestemäisen raudan päälle. Rauta valutetaan määräajoin muottiin masuunin pohjassa olevasta aukosta, jossa se jäähtyy. Valurauta voidaan sitten muuntaa takorautaksi sekoittamalla se piiin tai käsitellä edelleen teräksen luomiseksi.
Teräs on rautamuoto, johon on sekoitettu 0.5% – 1.5% hiiltä, mutta ei happea, silikaatteja tai muita epäpuhtauksia. Tätä metallia on paljon vaikeampi työstää kuin takorautaa, mutta se on huomattavasti vahvempaa. Rauta voidaan sekoittaa yhteen useiden muiden elementtien kanssa, jolloin saadaan seoksia, joilla on halutut ominaisuudet, kuten keveys tai ruosteenkestävyys (ruostumaton teräs).
Koska rauta on niin yleistä (muodostaa 5% maankuorista), vahva ja suhteellisen helppo käsitellä, sillä on erittäin intiimi rooli ihmiskunnan sivilisaatiossa. Noin 98% maailmanlaajuisesti toimitetusta malmista käytetään raudan tai teräksen tuotantoon. Pintatalletuksia on runsaasti saatavilla useimmilla maantieteellisillä alueilla. Muinaisilla sivilisaatioilla, jotka saavuttivat rautamalmin sulattamiseen tarvittavan teknologian kynnystason, oli ratkaiseva etu kilpailijoihinsa nähden, joiden pronssiset ja kupariset aseet eivät vastanneet rautatehtaita.