Roestvorming bij Cortenstaal ontstaat door de combinatie van ijzer, water en zuurstof. Het vormt een stabiele roestlaag (patina) onder invloed van wisselende natte en droge omstandigheden. Dit gebeurt vooral op plekken waar voldoende zuurstof is. In de grond verloopt dit proces veel langzamer, omdat daar minder zuurstof beschikbaar is.
Cortenstaal wordt geleverd in een grijze metaalkleur en is bij ontvangst dus nog niet volledig verroest. Soms zijn al kleine roestplekjes zichtbaar, maar zodra het product buiten staat, start het roestproces vanzelf – meestal binnen twee weken tot maanden. Het volledige proces duurt één tot twee jaar en resulteert in een robuuste, beschermende roestlaag met een warme uitstraling.