Järnsulfid avser i allmänhet järndisulfid (FeS2), som har relativt god termisk stabilitet.
Vid rumstemperatur är järndisulfid relativt stabil. När den värms upp till en viss temperatur genomgår den en nedbrytningsreaktion. Nedbrytningen börjar i allmänhet vid cirka 500 grader och producerar järnsulfid (FeS) och svavel (S), enligt reaktionsekvationen: FeS₂ → FeS + S. När temperaturen stiger förångas svavlet, och järnsulfid kan fortsätta att reagera med syre och andra ämnen vid ännu högre temperaturer.
Ur ett kemiskt bindningsperspektiv säkerställer styrkan hos Fe-S-bindningen att järndisulfid bibehåller strukturell stabilitet inom ett visst temperaturintervall. Inom industrin utnyttjas denna termiska stabilitet ofta genom att kalcinera vid lämpliga temperaturer för att extrahera svavel eller producera järnföreningar. Generellt sett har den god termisk stabilitet inom ett visst temperaturområde, men kemiska förändringar sker över en viss temperatur.