Željezni sulfid općenito se odnosi na željezni disulfid (FeS₂), koji ima relativno dobru termičku stabilnost.
Na sobnoj temperaturi, željezni disulfid je relativno stabilan. Kada se zagrije na određenu temperaturu, dolazi do reakcije raspadanja. Razgradnja obično počinje na oko 500 stepeni, stvarajući željezni sulfid (FeS) i sumpor (S), prema jednadžbi reakcije: FeS₂ → FeS + S. Kako temperatura raste, sumpor se isparava, a željezni sulfid može nastaviti reagirati s kisikom i drugim supstancama na još višim temperaturama.
Iz perspektive hemijske veze, snaga Fe-S veze osigurava da željezni disulfid održi strukturnu stabilnost unutar određenog temperaturnog raspona. U industriji se ova termička stabilnost često koristi kalciniranjem na odgovarajućim temperaturama za ekstrakciju sumpora ili proizvodnju spojeva željeza. Uopšteno govoreći, ima dobru termičku stabilnost unutar određenog temperaturnog raspona, ali se kemijske promjene događaju iznad određene temperature.