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制炼生铁之基本原理，就是设法将铁矿石中氧化铁的氧还原除去，使成为激离状的金属铁。利用高铁炼制生铁，就是藉炉内赤热的焦炭及其发生的CO气体作为还原剂在各种浓度，压力与温度下与氧化铁进行还原反应。

说明：

（1）燃烧带（Combustion zone）

在鼓风口前部，热风吹入后立刻与赤热之焦炭先发生燃烧反应：

C+O₂=CO₂+94.3kcal    (放热反应)

生成的CO₂气体立即与其周围多量的焦炭再反应而生成CO气体：

C+CO₂=2CO－41.1kcal    (吸热反应)

因此主要的燃烧带反应可总合上两式而为：

2C+O₂=2CO+53.2kcal

加入炉中之焦炭大约有85％以上是在各鼓风口前燃烧生成CO气体，火焰温度的理论值可达2000℃以上，为整个高炉中温度最高区。吹入热风中的N₂气体在炉内并不起反应，被加热后随着CO气体上升，而热风中之水分与焦炭亦起下述反应，分解而放出H₂气体，为吸热之反应：

C+H₂O=CO+H₂－31.38kcal
（2）熔融带（Smelting zone）

于高炉炉腹部分，除焦炭外，其他加入料全部都开始熔融。此区之温度高约在1350℃～2000℃，各种直接还原反应皆发生于此处。由于已发原之铁吸入C,Si,Mn,S,P等元素，熔点降低，生成熔铁液，滴下集聚于炉床，渣亦开始生成，此区之主要反应式为：

FeO＋C→Fe＋CO（固体C素之直接还原）

3FeO+5CO→Fe₃C+4CO₂

Fe＋MnO＋C→Fe－Mn＋CO

FeS＋CaO＋C→CaS＋Fe＋CO

SiO₂+2C+Fe→Fe－Si+2CO

3CaO^.P₂O₅+3SiO₂+5C+6Fe→3(CaO^.SiO₂)+5CO+2Fe₃P

CaO+Al₂O₃+SiO₂→硅酸监(Silicate)

（3）下部还原区（Lower zone of reduction）

在炉胸下部，炉腰等部分，由炉腹上升之炉腹气（Bosh gas）迅速与下落之铁矿石起间接与直接的还原反应，将氧化铁还原为固态之海绵铁（Spongiron）。石灰石亦快速进行分解，生成CaO而于此处之下部开始与铁矿石中之脉石结合。

（4）上部还原区（Upper zone of reduction）

在炉胸上部以上至加料线部分，亦可称为预热及预还原区域。高炉之加入料首先被预热至200～300℃，水分与结晶水被蒸发排出，铁矿石渐次下降而与上升之CO气体起间接之还原。主要反应式如下：

3Fe₂O₃+CO→2Fe₃O₄+CO₂

Fe₂O₃+CO→2FeO+CO₂

Fe₃O₄+CO→3FeO+CO₂

2CO→C+CO₂

以上之分区只为供方便说明而已，实际上高炉内有很多反应并不只限发生于某一区，受操作情况各项因素之影响而变化。高炉内情况详细的讨论，因涉及热力学与反应动力学的问题，为免置于繁杂，在此从简不作介绍。