Eisen-Schwefel-Cluster kommen in vielen biologischen Systemen vor, oft als Bestandteile von Elektronentransferproteinen. Die Ferredoxin-Proteine sind die in der Natur am häufigsten vorkommenden Fe-S-Cluster. Sie weisen entweder 2Fe-2S- oder 4Fe-4S-Zentren auf. Sie kommen in allen Bereichen des Lebens vor.
Fe-S-Cluster können nach ihrer Fe:S-Stöchiometrie , , und klassifiziert werden. Die Cluster kommen in zwei Formen vor: normale Ferredoxine und hochpotente Eisenproteine (HiPIP). Beide haben eine quaderförmige Struktur, nutzen aber unterschiedliche Oxidationsstufen. Sie kommen in allen Lebensformen vor.
Das relevante Redoxpaar in allen Fe-S-Proteinen ist Fe(II)/Fe(III).
Im Labor wurden viele Cluster mit der Formel 2- synthetisiert, die für viele R-Substituenten und mit vielen Kationen bekannt sind. Es wurden Variationen hergestellt, darunter die unvollständigen Cubane 3-.
Die Rieske-Proteine enthalten Fe-S-Cluster, die sich als 2Fe-2S-Struktur koordinieren und im membrangebundenen Cytochrom bc1 Komplex III in den Mitochondrien von Eukaryoten und Bakterien zu finden sind. Sie sind auch Bestandteil der Proteine des Chloroplasten wie des Cytochrom b6f-Komplexes in photosynthetischen Organismen. Zu diesen photosynthetischen Organismen gehören Pflanzen, Grünalgen und Cyanobakterien, die bakteriellen Vorläufer der Chloroplasten. Beide sind Teil der Elektronentransportkette ihrer jeweiligen Organismen, die für viele Organismen ein entscheidender Schritt bei der Energiegewinnung ist.
In einigen Fällen sind Fe-S-Cluster redox-inaktiv, aber es wird angenommen, dass sie strukturelle Funktionen haben. Beispiele hierfür sind Endonuklease III und MutY.