El hierro dúctil no es un material único, sino que forma parte de un grupo de materiales que pueden producirse para tener una amplia gama de propiedades mediante el control de la microestructura. La característica definitoria común de este grupo de materiales es la forma del grafito. En los hierros dúctiles, el grafito se encuentra en forma de nódulos en lugar de escamas como ocurre en el hierro gris. La forma afilada de las escamas de grafito crea puntos de concentración de tensiones dentro de la matriz metálica y la forma redondeada de los nódulos menos, inhibiendo así la creación de grietas y proporcionando la ductilidad mejorada que da nombre a la aleación. La formación de nódulos se logra mediante la adición de elementos nodulizantes, más comúnmente magnesio (obsérvese que el magnesio hierve a 1100°C y el hierro se funde a 1500°C) y, ahora con menor frecuencia, cerio (generalmente en forma de Mischmetal). También se ha utilizado telurio. El itrio, a menudo un componente del metal de Misch, también se ha estudiado como posible nodulizador.
