由于纯度高、粒径均匀、粒子形状规整以及色相好、应用性能优良等，合成氧化铁颜料应用比天然氧化铁更广泛，应用的档次也更高些。合成氧化铁包括铁红、铁黄、铁棕和铁黑，照理它还应包括透明氧化铁和合成云母氧化铁。国外合成氧化铁生产原料多样化，因而便有许多工艺方法。

(1) 合成铁红
合成铁红的生产方法，国外主要有绿矾煅烧法、液相沉淀法、铁黑煅烧法、铁黄煅烧法。国内基本上为铁皮法，个别工厂采用绿矾煅烧法，新开发的以绿矾为原料的氨法工艺正在进行工业试验。
绿矾煅烧法生产的铁红又称绿矾红，也称干法铁红，其粒子是球形的，色调可从浅到深，在国外市场上占有相当的份额；
液相沉淀法生产的铁红又称沉淀法铁红，或称湿法铁红，其粒子是菱形结构，控制粒径便可制造各种色调的铁红，而且产品粒子软、易分散；铁黑煅烧法是将冼浄的铁黑进行煅烧，使其中的 FeO氧化成 Fe2O3而由黑变红，产品粒子为球形，色谱宽广；
铁黄煅烧法是将铁黄在高温下进行脱结晶水变成铁红，其粒子形状可保持铁黄的针状结构。
合成铁红耐酸碱、纯度高、热稳定性强、与涂料配方中的其它成分兼容性好，能吸收紫外线，再加上成本低廉，在涂料中应用广泛。主要用于生产底漆、地板漆、走(门)廊漆、车库漆、停车场漆、房屋漆、装修漆、玩具漆、家具漆、乳胶漆、汽车漆等。
通常认为，在底漆应用中，铁红粒径必须微细，尤其在涂膜厚度小于 30 µm的底漆中应用时。
(2) 合成铁黄
国外合成铁黄采用铁皮法、直接沉淀法、苯胺法等工艺生产。
铁皮法又称彭尼曼-佐夫法，生成的铁黄粒子为针状结构，此法虽古老，但迄今拜耳(Bayer)等公司仍在采用，我国生产铁黄的工艺基本上也是这种方法，多称铁皮法，又称湿法硫酸盐氧化法；直接沉淀法又称氨法和碱法，产品粒子形状为针形；苯胺法是 Bayer 和它的美国子公司 Miles 独家采用的工艺，是用铁屑还原硝基苯，在生成苯胺的同时，生成了铁黄，其粒子为针形结构。
合成铁黄在国外的涂料配方中应用也很广，其用量仅次于合成铁红，这主要是因为合成铁黄具有良好的耐久性，有令人喜爱的淡色调，能吸收紫外线，以及价格低廉。
合成铁黄可用于制造类似于用合成铁红制造的各种涂料。水溶性盐特别低的铁黄可用于配制乳胶漆；浅色合成铁黄是生产浅色漆，特别是乳白色和奶油色漆的主要着色颜料之一；而深色合成铁黄则是配制栎棕色、深栎棕色和浅橘黄色涂料的主要着色颜料之一。
由于在高于 177℃时合成铁黄会失去其结晶水而使颜色变红，因此不能用于某些烘烤型涂料中。
(3) 合成铁黑
国外合成铁黑制造工艺包括沉淀法、苯胺法、铁黄还原法。苯胺法为 Bayer所采用，铁黄还原法可制造针状磁性铁黑粒子，特别适用于磁性油墨。
国内生产铁黑的工艺有直接合成法和氢氧化亚铁氧化法。近年来广西柳州跃进化工厂开发成功氨法铁黑工艺十分成功，所生产的雄鸡牌氧化铁黑系列 9391、9452、9411 颜料，色相好、着色力高，受到用户喜爱，于 1997 年被中国涂料工业协会推荐为首批新产品。
合成铁黑由于易分散、吸油量低，与炭黑相比因密度大可防止在应用系统中浮色，以及同时具有良好的耐酸性、耐碱性、防渗色性和耐旋光性，也在涂料中广泛应用。它的一个重要应用是制造各种黑色金属保护漆，特别是铁路系统的维护漆，因为在这种涂料中，铁黑能产生有韧性的无孔隙的耐候性高的弹性涂膜，又因具有碱性而产生防锈效果。
用铁黄还原法生产的合成铁黑，具有针状粒子结构，再加上铁黑所具有的磁性，可用于制造磁性油墨。 因为铁黑中的 FeO在 177℃会发生氧化而变红，故其应用不应超过这一极限温度。
 (4) 合成铁棕
生产合成铁棕的工业生产方法有沉淀法、控制还原法和机械混配法。
著名的 Mapico 牌合成铁棕就是用沉淀法生产的，其粒子为立方体形；以合成铁黑或合成铁棕为原料进行控制还原，可生产针状粒子结构的浅铁棕；广为采用的生产工艺是用铁红、铁黄、铁黑进行机械混配工艺，Bayer、Laporte的意大利子公司 Silo以及 Harcros 便采用此法，此法可生产从浅棕色到深巧克力色的各种合成铁棕。
合成铁棕因耐候性良好、耐化学品、着色力高、无毒等特点，也是涂料中常用的氧化铁颜料。但是与铁红和铁黄相比，其用量低得多。在一项统计中，美国合成铁红用量为 43%，合成铁黄为 38%，而合成铁棕与合成铁黑一起为 19%。
合成铁棕用于制造与合成铁红类似的涂料。在国外，对于地板着色剂、房屋涂料、家具漆、皮革涂饰而言，铁棕是一种理想的颜料。
国外合成铁棕近年来用量增长较快，原因之一是一些用户自己不愿配制，希望按色要求，直接向生产商求购。