چرخهٔ اکسید آهن (Fe3O4 و FeO) یک چرخهٔ گرماشیمی دو مرحلهای است که در تولید هیدروژن کاربرد دارد.[۱] این چرخه بر پایهٔ کاهش و پس از آن اکسایش یونهای آهن استوار است. کاهش و اکسایش بویژه برای Fe3+ به Fe2+ است.
در رابطههای بالا، M میتواند خود آهن، کبالت، نیکل، منگنز، روی یا ترکیبی از آنها باشد. گام نخست در دمایی بالاتر از ۱۴۰۰ درجهٔ سانتیگراد روی میدهد و گام دوم در دمایی کمتر از ۱۰۰۰ درجهٔ سانتیگراد.