二茂鐵又稱二環戊二烯合鐵、環戊二烯基鐵，是分子式為Fe(C5H5)2的有機金屬化合物。橙色晶型固體；有類似樟腦的氣味；熔點172.5～173℃，100℃以上升華，沸點249℃；有抗磁性，偶矩為零；不溶于水、10%氫氧化鈉和熱的濃鹽酸，溶于稀硝酸、濃硫酸、苯、乙醚、石油醚和四氫呋喃。二茂鐵在空氣中穩定，具有強烈吸收紫外線的作用，對熱相當穩定，可耐470℃高溫加熱；在沸水、10%沸堿液和濃鹽酸沸液中既不溶解也不分解。二茂鐵是zui重要的金屬茂基配合物，也是zui早被發現的夾心配合物，包含兩個環戊二烯環與鐵原子成鍵。

    二茂鐵的結構為一個鐵原子處在兩個平行的環戊二烯的環之間。在固體狀態下，兩個茂環相互錯開成全錯構型，溫度升高時則繞垂直軸相對轉動。二茂鐵的化學性質穩定，類似芳香族化合物。二茂鐵的環能進行親電取代反應，例如汞化、烷基化、酰基化等反應。它可被氧化為 [Cp2Fe]+，鐵原子氧化態的升高，使茂環(Cp)的電子流向金屬，阻礙了環的親電取代反應。二茂鐵能抗氫化，不與順丁烯二酸酐發生反應。二茂鐵與正丁基鋰反應，可生成單鋰二茂鐵和雙鋰二茂鐵。茂環在二茂鐵分子中能相互影響，在一個環上的致鈍，使另一環也有不同程度的致鈍，其程度比在苯環要輕一些。

二茂鐵由鐵粉與環戊二烯在 300℃的氮氣氛中加熱，或以無水氯化亞鐵與環戊二烯合鈉在四氫呋喃中作用而制得。二茂鐵可用作火箭燃料添加劑、汽油的抗爆劑和橡膠及硅樹脂的熟化劑，也可做紫外線吸收劑。二茂鐵的乙烯基衍生物能發生烯鍵聚合，得到碳鏈骨架的含金屬高聚物，可作航天飛船的外層涂料。

二茂鐵是一種具有芳香族性質的有機過渡金屬化合物。常溫下為橙黃色粉末，有樟腦氣味。熔點172度-174度，沸點249度，100℃以上能升華；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有機溶劑。與酸、堿、紫外線不發生作用，化學性質穩定，400度以內不分解。其分子呈現性，具有高度熱穩定性、化學穩定性和耐輻射性，二茂鐵自身的應用并不多，但用已知的方法可以合成出種類繁多的衍生物，大大延伸了二茂鐵的應用范圍。其在工業、農業、醫藥、航天、節能、環保等行業具有廣泛的應用。