Denumirea științifică pentru rugină este oxidul de fier, iar formula chimică a acestuia este Fe2O3. Denumirea științifică a ruginei ca verb, procesul de rugină, este oxidarea.
Oxidul de fier se formează pe suprafața fierului sau oțelului pe măsură ce se oxidează, creând o acoperire roșie sau maro. Pentru ca oxidarea să aibă loc, fierul trebuie să intre în contact cu apa și aerul. Apa de pe suprafața fierului se combină cu dioxidul de carbon în aer pentru a forma un acid carbonic slab, care dizolvă fierul. Pe măsură ce fierul se dizolvă, o parte din apă se descompune în hidrogen și oxigen; noile legături de oxigen eliberate cu fierul dizolvat pentru a forma oxid de fier. Compușii chimici în ploaia acidă și în apa de mare accelerează procesul de oxidare.
