磁铁矿是一种矿物质，也是铁的主要矿物质之一。化学式为Fe3O4，是氧化铁之一。磁铁矿是铁磁性的，会吸引磁铁，并可以磁化成永久磁铁。它是地球上所有天然矿物中最具磁性的。自然磁化的磁铁矿块（称为泥岩）将吸引小块铁，这是古代人们首次发现磁性的方式。今天，它被开采为铁矿石。
几乎所有的火成岩和变质岩中都存在小块磁铁矿。磁铁矿为黑色或棕黑色，具有金属光泽，莫氏硬度为5-6，并留下黑色条纹。
IUPAC化学名称为氧化铁，通用化学名称为氧化亚铁。
除火成岩外，磁铁矿还存在于沉积岩中，包括带状铁层，以及湖泊和海洋沉积物中，如碎屑颗粒和磁石。磁铁矿纳米颗粒也被认为会在土壤中形成，那里的磁铁矿可能会迅速氧化。
有时在海滩沙子中发现大量磁铁矿。此类黑沙（矿砂或铁砂）在不同地方发现，例如香港的龙鼓滩，美国加利福尼亚州和新西兰北岛的西海岸。磁铁矿通过侵蚀河流被带到海滩，并通过波浪和水流的作用而集中。在带状铁层中发现了巨大的沉积物。这些沉积岩已被用来推断地球大气中氧含量的变化。
由于铁含量高，磁铁矿长期以来一直是重要的铁矿石。在高炉中将其还原成铸铁或海绵铁以转化为钢。
1930年代开发了用醋酸磁性磁带录音的技术，德国的录音机使用磁铁矿粉作为记录介质。第二次世界大战后，3M公司继续从事德国设计工作。1946年，3M研究人员发现，他们可以通过用针状γ-三氧化二铁（γ-Fe2O3）颗粒代替磁铁矿来改善使用立方晶粉末的磁铁矿带。
磁铁矿是工业合成氨的催化剂。
