Общото количество на желязото в организма е 4 грама. Две трети от желязото се съдържа в хемоглобина на еритроцитите и спомага за преноса на кислород от белия дроб към тъканите. Освен това желязото влиза в състава на различни ензими, участва в процесите на образуване на енергия,  влиза в състава на мускулния белтък миоглобин. Резервите на желязото са складирани в черния дроб  и са под формата на белтъците феритин и хемосидерин. 
Основен източник на желязо е храната - най-вече месото, яйцата, рибата. Желязото от растителен произход се усвоява трудно, затова вегетарианците често имат недостиг на желязо.
Всмукването на желязото от храната се извършва в стомаха с помощта на солната киселина на стомашния сок. Под действие на солната киселина желязото променя валентността си, преминава през през клетките на лигавицата и попада в кръвотока. Поради това болни със стомашни заболявания, при които продукцията на солна киселина е намалена, страдат от недостиг на желязо, водещ до анемия. В кръвообръщението желязото се пренася от специален белтък – трансферин, който подпомага за доставянето на елемента до различните тъкани и органи.
Основното количество от транспортираното желязо се отправя към костния мозък, където се произвеждат червените кръвни клетки - еритроцити. При недостиг на желязо образуването на основната съставка на еритроцитите – хемоглобин,  е намалена. Състоянието е известно като желязодефицитна анемия.
Друга част от желязото се складира в черния дроб под формата на феритин и хемосидерин. Те са депата, които поддържат железния баланс при липса на желязо в храната или при настъпила кръвозагуба. Еритроцитите живеят 120 дни (около 4 месеца), след което се разрушават в далака. Желязото от разрушените еритроцити не се изхвърля от организма, а се използва за нова синтеза на хемоглобин.
Загубата на желязо се осъществява през лигавицата на стомашно-чревния и урогениталния тракт, както и чрез кожата. Дневната загуба е около 1 милиграм желязо.
Серумното желязо представлява 0,1% от желязото в организма. Количеството му се регулира прецизно с помощта на транспортния белтък трансферин. В обикновени условия само 30% от молекулите на трансферина са запълнени с желязо. Останалите 70% са свободни и при поява на молекули желязо, веднага се свързват с трансферина. Така в серума няма свободни железни молекули. Това е защитен механизъм, който предпазва организма от вредното действие на железните йони. Установено е, че за жизнената си дейност на болестотворните микроорганизми  е необходимо желязо.  Когато желязото е свързано от трансферина, бактериите не могат да се размножават и серумът притежава бактерицидни свойства. Съвременни изследвания посочват, че туморните клетки не могат да се развиват без наличие на желязо. Голямото количество желязо в организма подпомага туморния растеж. Доказано е, че желязото участва в  образуването на свободни радикали. Процесът се оприличава на ядрена експлозия, която уврежда всички клетъчни структури. Практикуваната още от древността лечебна процедура кръвопускане е имала за цел да разтовари организма от желязо и да предотврати развитието на редица заболявания.
Съвременните лабораторни методи за проследяване обмяната на желязото включват основни, разширени и специализирани изследвания. Те дават надеждна информация на лекуващия лекар за установяване състоянието на пациента, поставяне на точна диагноза и проследяване на ефекта от лечението.