Clusterele fier-sulfur apar în multe sisteme biologice, adesea ca componente ale proteinelor de transfer de electroni. Proteinele ferredoxină sunt cei mai comuni clustere Fe-S din natură. Aceștia prezintă fie centrii 2Fe-2S, fie 4Fe-4S. Ele apar în toate ramurile vieții.
Clusterii Fe-S pot fi clasificați în funcție de stoichiometria Fe:S , , , și . Clusterele apar sub două forme: ferredoxine normale și proteine de fier cu potențial ridicat (HiPIP). Ambele adoptă structuri cuboidale, dar utilizează stări de oxidare diferite. Se găsesc în toate formele de viață.
Cuplul redox relevant în toate proteinele Fe-S este Fe(II)/Fe(III).
Mulți clusteri au fost sintetizați în laborator cu formula 2-, care sunt cunoscuți pentru mulți substituenți R, și cu mulți cationi. Au fost preparate variații, inclusiv cubanii incompleți 3-.
Proteinele Rieske conțin clustere Fe-S care se coordonează ca o structură 2Fe-2S și pot fi găsite în complexul III al citocromului bc1 legat de membrană în mitocondriile eucariotelor și bacteriilor. Ele fac parte, de asemenea, din proteinele cloroplastului, cum ar fi complexul citocrom b6f din organismele fotosintetice. Aceste organisme fotosintetice includ plantele, algele verzi și cianobacteriile, precursorul bacterian al cloroplastelor. Ambele fac parte din lanțul de transport de electroni al organismelor respective, care este o etapă crucială în recoltarea de energie pentru multe organisme.
În unele cazuri, clusterele Fe-S sunt redox-inactive, dar se propune că au roluri structurale. Exemplele includ endonucleaza III și MutY.
.