Sắt sunfua thường dùng để chỉ sắt disulfua (FeS₂), có tính ổn định nhiệt tương đối tốt.
Ở nhiệt độ phòng, sắt disulfua tương đối ổn định. Khi đun nóng đến nhiệt độ nhất định, nó sẽ trải qua phản ứng phân hủy. Quá trình phân hủy thường bắt đầu ở nhiệt độ khoảng 500 độ, tạo ra sắt sunfua (FeS) và lưu huỳnh (S), theo phương trình phản ứng: FeS₂ → FeS + S. Khi nhiệt độ tăng, lưu huỳnh bay hơi và sắt sunfua có thể tiếp tục phản ứng với oxy và các chất khác ở nhiệt độ cao hơn.
Từ góc độ liên kết hóa học, độ bền của liên kết Fe{0}}S đảm bảo rằng sắt disulfua duy trì sự ổn định về cấu trúc trong một phạm vi nhiệt độ nhất định. Trong công nghiệp, tính ổn định nhiệt này thường được khai thác bằng cách nung ở nhiệt độ thích hợp để tách lưu huỳnh hoặc tạo ra các hợp chất sắt. Nói chung, nó có độ ổn định nhiệt tốt trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, nhưng những thay đổi hóa học xảy ra trên một nhiệt độ nhất định.