钢铁生锈是因为铁与空气中的氧气和水发生氧化反应。具体来说，钢铁表面在潮湿的环境下会吸附一层薄薄的水膜，这层水膜中的水分子会微弱电离，产生氢离子（H⁺）和氢氧根离子（OH⁻）。同时，空气中的二氧化碳溶解在水中，增加了水中的氢离子浓度。
铁锈的主要成分是氧化铁（Fe₂O₃）的水合物，如Fe₂O₃·nH₂O，以及氢氧化铁（Fe（OH）₃）。在电化学腐蚀过程中，铁作为负极失去电子，而水中的氢离子获得电子成为氢氧根离子，氢氧根离子再与铁反应生成氢氧化铁沉淀。随后，氢氧化铁暴露在空气中，被氧气氧化成红褐色的氧化铁，即铁锈。
铁锈的结构疏松，不能有效阻止内部的铁继续与氧气和水蒸气接触，因此随着时间的推移，铁锈会不断增厚，最终导致钢铁制品的损坏。
为了防止钢铁生锈，可以采取的措施包括保持钢铁干燥、涂抹防锈油或涂料、使用不锈钢等耐腐蚀材料等。这些方法能有效隔绝钢铁与水和氧气的接触，从而减缓或阻止生锈过程