二茂铁具有芳香化合物的显著特征,可与亲电试剂反应生成二茂铁的取代衍生物。大多数取代的类型是1-取代物、1,1'-二取代物及1,2-二取代物(带“'”表示在A环上,<不带则表示在B环上)。例如二茂铁与三氯化铝和 Me2NPCl2 在热庚烷中反应生成二氯二茂铁膦(Dichloroferrocenyl?phosphine),当与苯基二氯化膦在类似条件下反应得到?P,P-二氯双(二茂铁)-P-苯基膦。与苯甲醚类似,二茂铁与P4S10?反应生成?Dithiadiphosphetane?disulfide。二茂铁不可以直接硝化和卤化,因为会先发生氧化反应。
二茂铁可发生傅-克反应,譬如在磷酸作催化剂时,二茂铁与乙酸酐或乙酰氯反应生成乙酰基二茂铁。虽然一方面二茂铁许多反应类似于芳香烃的相应反应,但一方面有些反应明显是铁原子在起主要作用。