化学成分：FeO31.03%，Fe2O368.96%。其中Fe的`类质同像代替有Al、Ti、Cr、V等；替代Fe的有Mg、Mn、Zn、Ni、Co、Cu、Ge等。当Ti代替Fe时，伴随有Mg—Fe和V—Fe；Ti亦可以钛铁矿或钛铁晶石的细小包裹体呈定向连生形式存在，系由固溶体出溶而成。在>600℃时，形成磁铁矿FeFe2O4—Fe2TiO4完全固溶体，
矿物结构式：Fe3[Fe21-xFe31-2xTi4x]O4(0≤x≤0.2)；Fe31.2-xFe2x-0.2[Fe21.2Fe30.8-xTi4x]O4(0.2≤x≤0.8)；Fe32-2xFe22x-1[Fe22-xTi4x]O4(0.8≤x≤1)；其中方括号中的阳离子为八面体配位。在>500℃时则形成FeFe2O4—FeTiO3完全固溶体；随温度的下降，固溶体发生出溶。 当Ti代替Fe，其中TiO2在25%时称含钛磁铁矿