Wanneer ferrosulfaat wordt verwarmd, ondergaat het een proces dat thermische ontleding wordt genoemd. Dit proces omvat de afbraak van de verbinding in de samenstellende elementen of eenvoudigere verbindingen als gevolg van de toepassing van warmte.

De uitgebalanceerde chemische vergelijking voor de thermische ontleding van ijzersulfaat is:

2FeSO4(s) → Fe2O3(s) + SO2(g) + SO3(g)

Bij deze reactie valt ijzersulfaat (FeSO4) uiteen en vormt ijzer(III)oxide (Fe2O3), zwaveldioxide (SO2) en zwaveltrioxide (SO3). IJzer(III)oxide is een roodbruine vaste stof, zwaveldioxide is een kleurloos gas met een scherpe geur en zwaveltrioxide is een kleurloos gas met een verstikkende geur.

De thermische ontleding van ferrosulfaat is een chemische verandering omdat het uitgangsmateriaal (ferrosulfaat) wordt omgezet in verschillende producten (ijzer(III)oxide, zwaveldioxide en zwaveltrioxide). Deze verandering is onomkeerbaar, wat betekent dat de oorspronkelijke verbinding niet uit de producten kan worden teruggewonnen.