در میان نانو‌ذرات، نانو‌ذرات اکسید آهن نمونه‌ای از نانو‌مواد پرکاربرد است؛ شانزده فاز برای اکسید‌های آهن وجود دارد. ویژگی این ترکیبات، شکل سه ظرفیتی آهن، حلالیت پایین و رنگ خاص آن‌ها است. زمانیکه نانو ذرات آهن با اکسیژن واکنش می دهند Fe2O3 و Fe3O4 تشکیل می شود که به ترتیب هماتیت و مگنتیت نامیده می شوند. نانو ذرات اکسید آهن دارای سه فاز آلفا، بتا و گاما هستند که هماتیت در فاز آلفا و بتا و مگنتیت در فاز گاما است. همچنین اندازه نانو ذرات مگنتیت تقریباً 50 نانومتر و نانو ذرات هماتیت تقریباً 100 نانومتر است.

در بین اکسید‌های آهن نانو‌ذرات مگنتیت (Fe۳O۴) به‌دلیل خاصیت سوپر پارامغناطیسی، دمای کوره پایین، غیر سمی بودن و… بیشتر از سایر اکسید‌های آهن مورد توجه قرار گرفته است. ساختار کریستالی مگنتیت مسئول خصوصیات مغناطیسی و رنگ مشاهده شده برای آن است.

نانو‌ذرات مگنتیت که از یک هسته معدنی اکسید آهن زیست سازگار تشکیل شده‌اند، به‌وسیله‌ی سلول‌ها و با استفاده از مسیر‌های بیوشیمی نرمال قابل بازیابی هستند. به دلیل ویژگی‌های منحصر به‌فرد نانو‌ذرات مگنتیت، نظیر توانایی پاسخ گویی به میدان مغناطیسی خارجی و نیز نسبت سطح به حجم بالا توجهات بسیاری را برای امکان سنجی کاربردشان در بسیاری از حوزه‌ها نظیر دارورسانی هدفمند، تصویربرداری سلولی، طراحی کاتالیزور برای واکنش‌های آلی و تصفیه آب و پساب به خود جلب کرده‌اند.