Erilaiset rautaa sisältävät mineraalit voidaan jakaa pääasiassa kolmeen luokkaan niiden mineraalikoostumuksen mukaan: magnetiitti, hematiitti ja limoniitti. Niiden kemiallinen koostumus, kiderakenne ja geologiset olosuhteet ovat erilaiset, joten eri rautamalmeilla on erilaisia ulkoisia muotoja ja fysikaalisia ominaisuuksia.
(1) Magnetiitti
Pääasiallinen rautaa sisältävä mineraali on magnetiitti, ja sen kemiallinen kaava on Fe3O4, josta FeO=31 prosenttia, Fe2O3=69 prosenttia ja teoreettinen rautapitoisuus on 72,4 prosenttia. Tämä malmi sisältää joskus yhdistelmän TiO2- ja V2O5-komposiittimalmia, joita kutsutaan vastaavasti titanomagnetiitiksi tai vitrioliitiksi. Sitä tavataan harvoin luonnollisissa puhtaissa magnetiittimalmeissa, ja usein pinnan hapettumisen vuoksi osa magnetiitista hapettuu ja muuttuu puolifantomihematiitiksi ja pseudohematiitiksi. Ns. väärä hematiitti on magnetiitin (Fe3O4) hapettumista hematiitiksi (Fe2O3), mutta se säilyttää edelleen magnetiitin alkuperäisen muodon, joten sitä kutsutaan vääräksi hematiitiksi.
Magnetiitilla on vahvat magneettiset ominaisuudet, ja kide on usein oktaedrinen, ja muutamat ovat rombisia dodekaedreja. Aggregaatit muodostavat usein tiiviitä lohkoja, värijuovat rautamusta, puolimetallinen kiilto, suhteellinen tiheys 4.9-5.2, kovuus 5.5-6, eikä halkeamia ole. Kangas on pääasiassa kvartsia ja silikaattia. Sillä on huono pelkistyvyys ja se sisältää yleensä paljon haitallisia epäpuhtauksia, kuten rikkiä ja fosforia.
(2) Hematiitti
Hematiitti on vedetön rautaoksidimalmi, sen kemiallinen kaava on Fe2O3 ja teoreettinen rautapitoisuus on 70 prosenttia. Tämä malmi muodostaa usein valtavia esiintymiä luonnossa, ja se on teollisen tuotannon tärkein malmi hautaus- ja kaivosvolyymin suhteen.
Hematiitin rautapitoisuus on yleensä 50-60 prosenttia. Se sisältää vähemmän haitallisia epäpuhtauksia, kuten rikkiä ja fosforia, ja pelkistys on parempi kuin magnetiitilla. Siksi hematiitti on suhteellisen hyvä raudanvalmistuksen raaka-aine.
Hematiitilla on primääristä ja villiä, ja regeneroitu hematiittimagnetiitti menettää magneettiset ominaisuutensa hapettumisen jälkeen, mutta säilyttää silti magnetiitin kiteisen muodon. Pseudohematiitti sisältää usein jäännösmagnetiittia. Joskus hematiitti sisältää myös joitain hematiitin sään aiheuttamia tuotteita, kuten limoniittia (2Fe2O3·3H2O).
Hematiitilla on puolimetallinen kiilto, kiteyttäjän kovuus on 5.5-6, maanläheisen hematiitin kovuus on erittäin alhainen, ei halkeilua, suhteellinen tiheys on 4.9-5.3, vain heikko magneettinen ja solmu on silikaattia.
(3) Limoniitti
Limoniitti on vesipitoinen rautaoksidimalmi, joka muodostuu muiden malmien sään vaikutuksesta. Se on laajimmin levinnyt luonnossa, mutta suuria hautaesiintymiä on harvoin. Sen kemiallinen kaava on nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). Limoniitti on itse asiassa seos goetiittia (Fe2O3·H2O), hydrogoetiittia (2Fe2O3·H2O) ja rautaoksideja erilaisten kidevesien ja maaperäisten aineiden kanssa. Suurin osa limoniitin rautaa sisältävistä mineraaleista esiintyy muodossa 2Fe2O3·H2O.
Yleensä limoniittimalmin rautapitoisuus on 37–55 prosenttia, ja joskus fosforipitoisuus on korkeampi. Limoniitilla on voimakas veden imeytyminen, ja se imee yleensä suuren määrän vettä. Masuunissa paahtamisen tai kuumennuksen jälkeen vapaa vesi ja kidevesi poistetaan ja malmin huokoisuus kasvaa, mikä parantaa malmin pelkistymistä huomattavasti. Siksi limoniitin pelkistyvyys on parempi kuin hematiitin ja magnetiitin. Samalla malmin rautapitoisuus kasvaa vastaavasti kosteuden poistumisen vuoksi.