Las fundiciones son aleaciones de Fe y C, donde el contenido en C es superior al punto de saturación de la austenita, esto es, aproximadamente superior al 2%. El contenido máximo de carbono sería del 6.67%, que es el correspondiente al contenido en carbono de la cementita (Fe₃C). En la práctica, el contenido en carbono varía entre 2,75 y 3,5%. Suelen contener cantidades significativas de Si y P (0,5 a 3%), Mn (0,4 a 2%) e impurezas. El efecto del Si y del P es fomentar la formación de grafito y el del Mn aumentar la resistencia de la fundición.

Las fundiciones no pueden distinguirse por su composición, sino por su microestructura. Enfriamientos rápidos fomentan la formación de fundiciones blancas (ledeburíticas), muy duras y frágiles. Enfriamientos más lentos y la adición de elementos grafitizantes fomentan la formación de fundiciones grises, donde el grafito aparece en forma de láminas. Las fundiciones grises son más blandas que las fundiciones blancas, aunque siguen siendo frágiles. Los enfriamientos lentos también fomentan la formación de fundiciones de grafito nodular, con importantes características tenaces. El grafito nodular se consigue mediante la adición a la colada de elementos como el Mg, Ce o ambos, los cuales producen efervescencia en el caldo con la formación de microburbujas. El grafito nuclea y crece hacia el interior de las microburbujas, quedando en forma de pequeñas esferas.

Con enfriamientos muy lentos se fomenta la formación de ferrita de la matriz, aunque lo usual es controlar la estructura de la misma mediante recocidos posteriores de ferritización.