穆斯堡尔谱学数据显示，二茂铁中心铁原子的氧化态为+2，每个茂环带有一个单位负电荷。因此每个环含有6个π电子 ，符合休克尔规则 中4n+2电子数 的要求(n为非负整数)，每个环都有芳香性。每个环的6个电子*2，再加上二价铁离子的6个d电子正好等于18，符合18电子规则 ，因此二茂铁非常稳定。
二茂铁中两个茂环可以是重叠的(D5h)，也可以是错位的(D5d)，它们之间的能垒 仅有8-20kJ/mol。重叠构型可能是比较稳定的，但在晶体 中分子间作用能在数量级 上与能垒差不多大或略大些，所以各种各样的构型都可存在。