IJzer is het meest gebruikte voorbeeld van een metaal met allotropen. Deze allotropen zijn α-ijzer, ook wel ferriet genoemd, γ-ijzer, ook wel austeniet genoemd, en δ-ijzer, dat geen andere naam heeft. Bij hogere temperaturen bestaat ε-ijzer, dat hexaferrum wordt genoemd. Er zijn aanwijzingen voor een vijfde vorm, maar het bestaan ervan is niet bewezen.

Delta-ijzer is ijzer onder 1538°C. Austeniet ontstaat wanneer ijzer verder afkoelt, tot 1394°C. Beta ferriet ijzer is de term voor ijzer dat paramagnetisch is. Alpha ijzer is al het ijzer onder 912°C. Epsilon ijzer ontstaat boven 10 GigaPascal en onder 100°K.