铁性序参量包括铁磁性、铁电性和铁弹性，有时还包括反铁磁性和反铁电性。铁磁性是指材料具有沿某个特定方向的自发磁矩；铁电性是指材料具有沿某个特定方向的自发电偶极矩（即电极化）；铁弹性是指材料具有沿某个特定方向的自发应变。在铁性材料中，铁性可以通过相应的共轭场调控。在铁磁材料中，电子的自旋排列可以通过磁场来控制；在铁电材料中，电偶极矩的排列可以通过电场来调控；在铁弹材料中，应力的分布可以通过压力场来控制。

从材料组成的角度，多铁性材料可以分为单相化合物和复合材料两类。两类材料中，磁电效应的起源不同。对于单相多铁性化合物，铁电与磁性共存的机制可归结为顺磁离子掺杂、结构各向异性、非对称孤对电子、几何和静电力驱动的铁电性、微观磁电相互作用等。复合多铁性磁电材料则完全不同，构成此复合材料的铁电相和磁性相本身都不具有磁电效应，但二者之间的耦合可使铁电-铁磁共存体系在室温下产生显著的磁电效应。

在单相化合物中，多数是具有钙钛矿结构的过渡金属氧化物。它们又可分为两类。第Ⅰ类以铁酸铋（BiFeO₃）为代表，具有较强的铁电性（或反铁电性），并且其铁电临界温度远高于铁磁临界温度。这类材料中大多数的磁电效应都比较弱。因此，一般认为其铁电性与铁磁性具有不同的起源。第Ⅱ类包括一些稀土锰氧化物，如锰酸铽TbMnO₃。这类材料中的铁电和铁磁临界温度相同，并具有很强的磁电效应。

铁电材料具有自发的电极化。其中，正电荷一般由构成晶格的离子（原子实）提供，负电荷则由电子提供。原子实质量较大，可近似为静态的经典粒子（玻恩-奥本海默近似）；而电子质量很小，以量子波的形式弥散在原子实附近，或巡游于整个材料中。与铁磁性相比，固体中电子极化的量子力学微观描述成熟得比较晚。直到20世纪90年代，通过对固体中电子进行量子力学处理后才认识到，电极化的相对变化量比电极化本身这个绝对量更重要，因此形成了理解电极化的新理论，即贝里相位和瓦尼尔函数等物理图像所构成的现代铁电理论。这套理论已经被现代标准的第一性原理计算软件所采用。一个典型的成功例子是对铌酸钾（KNbO₃）中自发极化的计算，其结果与实验测量值符合得很好。

在多铁性材料中，多种铁性序的共存及其耦合具有重要的应用价值。例如，铁电性和铁弹性的共存可以制造压电传感器。多铁性材料中的铁磁-铁电材料（对应着磁电耦合），磁场可以调控电极化，电场可以调控磁化。在铁电材料中的电子极化和铁磁材料中的磁化应用到数据存储中，电子极化和磁化的相反操作代表着数字比特“1”和“0”。利用电场来控制磁场，可以利用磁化技术做出更小的、能量效率更高的器件。多铁性材料的另一个重要的潜在应用是高密度信息存储，利用其电场调控磁极化的特性，将焦耳热耗散量降至最低。已有多种基于多铁性磁电复合异质结的概念器件被提出，包括多态存储、磁电随机存储器和磁电逻辑门等。