二茂铁衍生物能表现出特殊的电化学性质是因为含有二茂铁基的缘故，能在电化学方面有着广泛的应用主要是因为二茂铁具有富电子体系，且存有一对易受环境影响的可逆氧化还原的电子，表现出可逆氧化还原特点。
二茂铁基聚合物是一类富电子体系，因此表现出优良的电化学性能，可以应用于电化学领域，如用于修饰材料、导电材料等。作为修饰材料可以提高原电极表面材料催化剂催化效率，提高电极的稳定性、选择性和灵敏度等。而且它还可以应用于生物材料中。
自20世纪50年代发现二茂铁以来，这种金属有机化合物凭借自身廉价性、低毒性和易取代性在众多金属有机化合物中备受关注。二茂铁是具有夹心结构和芳香性高度富电子体系，热稳定性好，具有良好的反应活性。
极化的二茂铁衍生物具有独特的电化学及光学特性，连接吸电子基共轭体系的二茂铁衍生物表现出很大的二阶非线性光学相应。利用二茂铁基团的可逆氧化还原特性，则有可能通过可逆的电化学来控制其衍生物的光化学特性，实现氧化还原开关效应。?
二茂铁应用领域广泛，在农药方面也有很多应用，实现了配体和二茂铁基的结合，用类似的方法可以合成二茂铁修饰的青霉素和头孢菌素衍生物。
二茂铁凭借其特有的结构和性质，使得二茂铁及其聚合物在先进功能材料领域备受关注。二茂铁基聚合物是一类富电子体系，因此表现出优良的电化学性能，可以应用于电化学领域，如用于修饰材料、导电材料等。作为修饰材料可以提高原电极表面材料催化剂催化效率，提高电极的稳定性、选择性、灵敏度等。
二茂铁酰氯是一种重要的合成中间体，它的衍生物表现出抗肿瘤、杀虫、杀菌和植物生长调节活性。二茂铁基是一个疏水性很好的芳香基团，在一些药物或农药分子中可替代苯环而仍保持生物活性。
二茂铁在470℃的高温下仍有十分稳定的特性，在聚合物中引入二茂铁基后能提高聚合物的耐热性，但却很难获得耐热性高达500℃以上的二茂铁聚合物，因为聚合物结构中主链上价键类型能影响到聚合物的耐热性。
二茂铁耐高温性能较强，在470℃以下都具备良好的稳定性，在聚合物中引入二茂铁基后能提高聚合物的耐热性，但却很难获得耐热性高达500℃以上的二茂铁聚合物，因为聚合物结构中主链上杂原子能影响到聚合物的耐热性。
二茂铁耐高温性能较强，在470℃以下都具备良好的稳定性，在聚合物中引入二茂铁基后能提高聚合物的耐热性，但却很难获得耐热性高达500℃以上的二茂铁聚合物，因为聚合物结构中主链上芳环能影响到聚合物的耐热性。
二茂铁耐高温性能较强，在470℃以下都具备良好的稳定性，在聚合物中引入二茂铁基后能提高聚合物的耐热性，但却很难获得耐热性高达500℃以上的二茂铁聚合物，因为聚合物结构中侧基的极性和体积能影响到聚合物的耐热性。
二茂铁基聚合物是一类富电子体系，因此表现出优良的电化学性能，可以应用于电化学领域，可作为修饰材料提高原电极表面材料催化剂催化效率，提高电极的稳定性、选择性以及灵敏度等，在生物材料中也有广泛的应用。
极化的二茂铁衍生物具有独特的电化学及光学特性,连接吸电子基共轭体系的二茂铁衍生物表现出很好的二阶非线性光学响应。利用二茂铁基团的氧化还原可逆特性,则有可能通过电化学可逆特性来控制其衍生物的光化学特性,实现氧化还原开关效应。这类氧化还原开关材料在电致变色,光电记忆和光通讯领域具有较大的应用价值。
二茂铁甲酸衍生物具有多种生物活性,所含铁原子可以作为提供生物体内铁元素的来源,一些二茂铁甲酰基衍生物对动物或人的贫血症具有一定的治疗效果。Edwrds等在青霉素和头孢菌素上引入二茂铁酰基后,使其抗菌活性提高。母昭德等将三烃基锡与二茂铁甲酸结合,合成了具有较好抗菌活性的三烃基锡二茂铁羧酸酯衍生物。金钟等报道了含二茂铁基取代的1H21,2,42三唑类化合物有显著的植物生长调节作用。Haque等发现了二茂铁甲酸锰、二茂铁甲酸钴、二茂铁甲酸镍、二茂铁甲酸铜和二茂铁甲酸锌等金属配合物具有抗菌作用。
二茂铁有机磁体的关系表明铁氧体的磁导率和磁损耗随频率呈波浪形急剧变化，相反二茂铁有机磁体的关系基本上为水平直线，即磁导率和磁损耗随频率受使用频率影响甚小，这主要是二茂铁有机磁体是本征性的磁体中的二茂铁基团十分稳定。在10-1800MHZ的高频、微波频段基本上不影响二茂铁有机磁体的结构。
将二茂铁基引入到Schiff碱配合物中得到含二茂铁基Schiff碱配合物，其广泛应用于催化、有机合成、非线性光学，生物活性等领域。
铁元素，作为人体所必须的微量元素，如果缺乏，则会造成缺铁性贫血和其它疾病。但是同时铁离子又属于重金属离子，普通的铁盐直接摄入体内具有相当强的毒性，因为大量的重金属离子进入人体将会杀死体内蛋白质。二茂铁作为含铁化合物，相对于普通的铁盐具有无可比拟的优势——低毒性。当二茂铁被摄入体内后以一个夹心化合物的形式存在，并在体内慢慢分解出活性的二价铁离子以达到补铁的效果，同时相对于普通的铁盐的铁离子一次性进入人体来说，其毒性大大地降低了。
二茂铁离子传感器的原理是基于其与被检测离子结合时所发生电势的转变,以及伴随着的溶液颜色、吸收光谱和荧光的改变,据此可建立一个多通道的离子检测传感器。二茂铁基的阴离子传感器一般包括胺基,而阳离子传感器则含吡啶、聚吡啶或氮杂二烯、连氮、环醚和杂芳环等基团。二茂铁在阴离子结合系统中常用作电化学受体单元,不仅是因为其稳定的氧化-还原性,还由于二茂铁容易官能化,经过设计可与阴离子强结合。如Cormode等用新型二茂铁杯芳烃受体(Scheme 4B),构建了单分子膜电化学阴离子传感器。将受体自组装在金电极上形成氧化-还原活性单分子膜,对阴离子有强的结合性,产生的复合物在金电极上引起阴极电位的改变,据此检测溶液中的离子。
二茂铁在化学反应中化学性质比较稳定，由于其结构中的亚铁处于激化状态，使的二茂铁具有多种催化特性。二茂铁是非苯系芳香族化合物，因为其具有易取代性，使的二茂铁可制备各种不同类型的衍生物。在不同的化合物中引入二茂铁基结构，可表现出特殊的性质。在二茂铁的环上能进行单环、双环亲电取代反应，正是由于二茂铁的这些特殊性质，所以二茂铁的用途也越来越广泛。
二茂铁基聚合物是一类富电子体系，因此表现出优良的电化学性能，可以应用于电化学领域，如用于修饰材料、导电材料等。二茂铁聚合物作为修饰材料可以提高原电极表面材料催化剂催化效率，提高电极的稳定性、选择性以及灵敏度等。由于二茂铁聚合物具有很强的导电性能。因此它在多个方面获得了应用。例如将PFS用于作绝缘体的表面涂料，在电子束的辐射下，未见电弧的发生，鉴于PFS的导电性的性能，它能将聚集的电荷分散出去了，因此可以用于能保护航天器免受来自太阳的电子辐射，防止特种设备受到静电的危害。电荷传输性能研究表明聚二茂铁硅烷导电的载流体空穴，对于这些聚合物的掺杂导电性或者氧化导电性的研究还在探索深入中。
