古人最早冶炼的铁大约是在不太高的温度下，在矮小土炉中，用木炭对铁矿石直接还原而得到的，这种铁习称为块炼铁。因炉子矮小，鼓风能力不强，还原出来的铁在炉内停留时间较短，故出炉产品是未经液化的海绵状固体块。炼完一炉再炼一炉，不能连续生产，生产率较低。后随着炉身的加高和鼓风能力的增强，才炼有了生铁。
除了这种简单的块炼铁炉以外，主要冶炼铸铁的炉是竖炉与坩埚两种，就是在炼铜竖炉和熔铜坩埚炉的基础上发展起来的，我国古代的熔铜技术，采用“内加热”的办法，就是把铜料和木炭一起加入炉中并鼓风燃烧来熔化的。“内加热”熔铜的热效率较“外加热”为高，可以取得较好的熔铜效果。我国古代冶炼铸铁的坩埚炉和高炉，也都是采用“内加热”的办法，把碎的铁矿石和木炭分层加入炉中并鼓风燃烧来熔化的，正因为我国炼铜技术已经很发达，战国时期借用冶铜的液态冶炼来冶炼铁，虽然是技术的捷径，但由于铁的熔点较高，利用冶铜的熔炉存在着材料的耐火度和提高炉温等许多问题。整个战国秦汉时期，是接连不断的冶铁技术创新和提高时期。
熔炉
战国早期熔化铁，是借用草泥质熔铜炉进行的。草泥质材料耐火度低而且炉龄比较短，当时候并不知道改进材料，仅仅只是增加了炉壁的厚度。提高炉龄不明显，炉壁仍然侵蚀严重，不能达到减渣精炼的目的；后来把炉壁由泥质炉壁改为砂质炉壁，这一次的革新提高了熔炉的耐火度，但砂质过多韧性又太差；第三次注重材料的综合应用，利用泥质材料韧性的优点、砂质材料强度和耐火度高的优点，建造多层材料的熔炉。
由炉腔到炉表分别是：第一层炉衬层，夹较多的细砂粒；第二层是耐高温的砂质炉壁层，夹较多的粗砂粒，一旦炉衬熔蚀脱落，就可依靠此层继续熔炼而不中断；第三层是厚泥质耐火砖层，起到了骨架与保温的作用；第四层是草泥表壳层。这样的熔铁炉结构和材料，基本适应熔铁的要求，一直沿用到西汉；到了汉代，发明了以煤粉或者木炭粉掺石英砂和黏土混合的黑色耐火材料，这是炼炉材料的革新，它比黏土夹石英砂材料更为坚固。黑色耐火材料，被筑在炉缸底部与炉缸的周围，说明炉匠们已经认识到黑色耐火材料的性能。黑色新材料得到了广泛的推广和应用，不仅城市作坊使用，深山冶炼坊也不例外。
炼铁炉
炼铁高炉出现于春秋，发展于战国，西汉时期成熟，经历了由矮小发展到高大的过程。汉代的高炉在受到鼓风技术制约的情况下，造型上以改椭圆形截面的办法扩大和提高铁的产量。但是炉子过于高大，与当时的鼓风设备不相适应，尽管对鼓风设备有所革新，还是不能使得高大的高炉得到充分的风量，这就容易造成炉温不够甚至冻结事故。
例如古荥镇遗址的高炉冶炼水平虽然已经相当的高了，但是由于高炉过于高大，鼓进去的风量不够，温度不够，有时也不免发生冻结事故。历史文献《汉书》中也记载了与高炉及其事故相关的内容：“公元前91年春，涿郡的铁官铸铁，铁销，皆飞上去……河平二年(公元前27年)正月，沛郡铁官铸铁，铁不下，地陷数尺，隆隆如雷声，有如鼓音，工十三人惊走。音止，还视地，地陷数尺，炉分为十，一炉中销铁散如流星，皆上去，与征和二年同象。”从当时所记载的爆炸力量之大及危险程度来看，这个爆炸的高炉的确是个庞然大物。而从当时候操作的工人数目来看，也说明了这个炉子系统的繁杂。自此之后，为了提高铁的产量开始搞群炉生产。
坩埚炼铁
除此之外，坩埚炼铁法也是古代人民的独特创造，也有其悠久的历史，它从坩埚炼铜演变而来。年考古工作人员发现了一处西汉时期的冶铁遗址，所发现的17座坩埚炼铁炉中，保存得较为完整的有3座，均形似正方形，其中有一处长、宽、深相应为3.6米、1.82米、0.82米。铁炉由四部分构成，即位于最前端的门，位于门内的池、长方形的窑膛以及位于炉后的烟囱。门的功能在于装炉，促进空气对流。经火烧，门的左右两处，已变成砖灰色。池作为燃烧时的“风窝”来使用，其底部留有厚度在1cm左右的细砂。炉膛可用于盛放坩埚以及燃料，其四周涂有伴草泥。
一般情况下，为了排放炉烟，炉的后部会设置3个烟囱。炉内为木柴灰所填充，一些坩埚炼铁炉的底部，堆放有大量砖瓦碎片以及烧土块。作为一种圆底陶罐，坩埚呈椭圆状，其外部敷有将近三四厘米厚的草拌泥，泥内烧制成红砖色，表层则被漆成光亮的深黑色，并涂有一层岩浆，颜色呈灰白色。
从流传至今的坩埚炼铁法以及炼炉的构造看来，不难推测，当时采用了以下方法来炼铁：坩埚内装入助溶济、矿石以及木炭的混合物，随后，将坩埚排列于炉膛内。为了让炉底通风，应将砖瓦碎片铺好后，再装炉，进而让炉底通风。为了便于点火，砖瓦碎片间应当腾出大量用于放置易燃品的空隙，用作火口。
将第一层成排的坩埚放置于第一层木炭上，并用木炭铺满砖瓦碎片。首层坩埚装满之后，将第二层木炭铺盖于第一层坩埚上，并将第二层成排的坩埚放置于第二层木炭上，如此依次安装，直至装满整个炉膛，最后，铺盖上碎砖瓦片以及木炭层。分层排列，坩埚下都铺满木炭。点火后即刻鼓风，经八小时后，采用自然风冶炼一天，便能开炉。该炉子形态不一，一次可装约三百个坩埚，规模小的，仅能装六、七个。
该炼铁法是所有炼铁法中成本最低的。建筑土墙以及制作坩埚的材料，都可以就地取材；不仅如此，这一方法采用的是自然通风，节省了不少的人力成本，只是在装炉的时候需要四到六人，平时只需要一人管理即可；由于炉子结构简单，所以不需要经常修理；装炉和熔炼的过程简单，学习成本也大大减少。这种炼铁法尽管便于操作，但并不适合进行大量生产，炼出生铁的质量也不高。但同样因经济性与便捷性被后世一直沿用，直到近代，还流行于山西、河南、山东、辽宁等省，尤以山西省的太行山地区最为流行。