铁橄榄石（英语：Fayalite）(Fe2SiO4)，通常缩写为（Fa) 是橄榄石系列的富铁终端矿物。 与橄榄石族的所有矿物一样，铁橄榄石属正交晶系（空间群 Pbnm），晶胞参数 a 4.82 Å、b 10.48 Å 和 c 6.09 Å。
铁橄榄石与镁橄榄石（Mg2SiO4）形成固溶体系列，也与锰橄榄石（Mn2SiO4）形成固溶体系列。铁橄榄石这个名称源自亚速尔群岛的法亚尔 (Fayal) 岛，1840 年首次被发现。
富含铁的橄榄石在酸性和碱性火成岩中分布很普遍，例如黑曜石、流纹岩、粗面岩和响岩以及与角闪石相关的深成石英正长岩。 它主要产于超镁铁质火山岩和深成岩中，在长英质深成岩中分布不多，在花岗伟晶岩中分布很少。 在黑曜石中的石泡中也有。 它也产于中等热变质的富铁沉积物和不纯的碳酸盐岩中。 铁橄榄石在低压下与石英是稳定的，这和其它含镁橄榄石则不然，因为橄榄石和石英易于反应成 =斜方辉石。 而铁能稳定橄榄石 + 石英的反应。 利用此种压力和成分的限制性，可计算形成橄榄石 + 石英组合的压力环境。
铁橄榄石还可以与氧气反应生成磁铁矿+石英：这三种矿物共同构成了“FMQ”氧气缓冲器。 可在实验室实验中用于控制氧气的逸度。 它还可用于计算矿物组合在变质和火成岩过程中的氧逸度。
铁橄榄石的伴生矿物有。
