철 행성(鐵行星, 영어: iron planet)은 천문학에서 맨틀이 적거나 없으며, 철이 풍부한 핵을 지닌 행성을 이르는 용어이다. 이는 지구형 행성의 한 유형으로 분류되며, 같은 질량의 다른 유형의 행성보다 밀도가 크고 상대적으로 크기가 작은 특징을 가진다.
태양계 내에서 철 행성의 대표적인 예는 수성이다. 수성은 태양계의 다른 지구형 행성(금성, 지구, 화성)이 규소 성분의 맨틀을 두껍게 지니는 '규소 행성'인 것과 달리, 상대적으로 맨틀이 얇고 철이 풍부한 핵이 큰 비중을 차지한다. 한편 태양계 외부에서도 철이 풍부한 외계 행성들이 발견되었으며, 이 중 수성보다 크기가 큰 것들은 '슈퍼 머큐리(super-Mercury)'로 불린다.
철 행성의 기원에 대해서는 여러 이론이 제시되고 있다. 대표적인 가설로는 원래 지구형 행성이었던 천체가 대규모 충돌(대충돌)을 겪으면서 바깥층인 맨틀이 대부분 제거되고 철로 이루어진 핵만 남게 되어 형성되는 경우가 있다. 또한 현대 행성 형성 이론에 따르면, 원시행성계 원반에 철 물질이 풍부하거나, 항성에 매우 가까운 안쪽 궤도에서 행성이 형성될 때 철 행성이 탄생할 수 있다고 설명된다.
철 행성의 물리적 성질과 관련하여, 이러한 행성은 형성된 후 빠르게 냉각되기 때문에 지구와 같은 판 구조 운동이나 강한 자기장을 가지지 않을 것으로 추정된다. 또한 물과 철은 지질학적 시간 척도에서 함께 안정적으로 존재하기 어렵기 때문에, 항성의 생명체 거주 가능 영역(골디락스 존) 안에 있으면서 수분이 있는 철 행성은 물 대신 철 카보닐(iron carbonyl) 및 기타 휘발성 물질로 이루어진 호수로 덮여 있을 가능성이 제기된다.
철 행성의 후보 천체로는 케플러-974b, GJ 367b 등이 거론되고 있으며, HD 23472 항성 주변에는 두 개의 슈퍼 머큐리로 추정되는 행성이 존재하는 것으로 보고된 바 있다. 다만 이러한 후보 천체들의 정확한 구성 성분에 대해서는 아직 추가적인 관측과 연구가 필요하다.
