天然錳砂的主要成分是二氧化錳(MnO2)它是二價鐵氧化成三價鐵良好的催化劑。天然錳砂中的MnO2的含量比較高，其除鐵效果越理想，含鐵地下水的PH值＞5.5與天然錳砂接觸，即可將Fe2＋氧化成Fe3＋，立即被水解成絮狀氫氧化鐵沉淀。Fe3++3OH－=Fe(OH)3↓ Fe(OH)3沉淀物經錳砂濾層后被去除，所以錳砂層起著催化和過濾雙層作用。錳砂除鐵機理，除了依靠它自身的催化作用外，還有在過濾時在錳砂濾料表面逐漸形成一層鐵質濾膜，作為活濾膜，使之能起催化作用。活性濾膜是由r型羥氧化鐵r-FeO(oH)所構成，它能與Fe2+進行離子交換反映，并置換出等當量的氫離子

當水中的含鐵量小于0.3mg/L時候，難以察覺其味道，達到1mg/L時，便有明顯的金屬味，超過0.3mg/L會使衣服和器皿著色，在0.5mg/L時色度可以大于30度。為了避免衣服和器皿著色以及防止形成令人反感的沉淀或者異味，《生活飲用水水質衛生規范》規定，含鐵良不應該超過0.3mg/L。