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℃-174℃，沸點249℃，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℃以內不分解。其分子呈現極性，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。

二茂鐵的作用主用于**燃料添加劑，汽油的抗爆劑和橡膠及硅樹脂的熟化劑，也可作紫外線吸收劑。

二茂鐵還可以添加在煤油或柴油中，在柴油中添加0.1%，可消煙30-70%，節油10-14%,功率提高10%。由于發動機不用點火裝置，所以不良的影響較少，在燃燒中除了消煙助燃外，其還有促使一氧化碳較化為二氧化碳的作用。另外，它在燃燒中可提高燃燒熱、增加功率而達到節能和減少大氣污染的效果。因此，二茂鐵添加到鍋爐燃料油中，可減少煙的生成和噴嘴積碳。

二茂鐵作用在固體**燃料中的使用報道更多，甚至還有摻在煤粉中作減速煙劑使用。在以高分子聚合物廢料作燃料時，添加二茂鐵后可降煙數倍，還可作塑料的減煙添加劑。除上述用途以外，二茂鐵還有其他應用，作為鐵肥料，有益于植物吸收，增長率加作物的含鐵量，它的衍生物可作殺蟲劑。二茂鐵的工業和有機合成方面的用途也很多，例如，它的衍生物可作為橡膠或聚乙烯的抗氧劑、聚脲酯的穩定劑、異丁烯痙甲基化催化劑、高分子過氧化物的分解催化劑，增加甲苯氯化中對位氯甲苯的產率，在其他方面又可作為潤滑油抗負荷添加劑、研磨材料的促進劑等二茂鐵及其衍生物是汽油中的抗震劑，它們比曾經使用過的四乙基鉛安全得多。它尤其適用于以前專為四乙基鉛抗震劑設計的車輛。二茂鐵分解出的鐵沉積在火花塞表面，增強了其導熱性。添加二茂鐵同樣也可以減少柴油車冒出的煤煙。