Nodulair gietijzer is niet één enkel materiaal, maar maakt deel uit van een groep materialen die door controle van de microstructuur kunnen worden geproduceerd met een breed scala aan eigenschappen. Het gemeenschappelijke bepalende kenmerk van deze groep materialen is de vorm van het grafiet. Bij nodulair gietijzer heeft het grafiet de vorm van knobbeltjes in plaats van vlokken, zoals bij grijs ijzer. De scherpe vorm van de grafietvlokken creëert spanningsconcentratiepunten in de metaalmatrix en de ronde vorm van de knobbeltjes minder, waardoor het ontstaan van scheuren wordt verhinderd en de verbeterde ductiliteit wordt geboden waaraan de legering zijn naam dankt. De vorming van knobbeltjes wordt bereikt door de toevoeging van knobbelvormende elementen, meestal magnesium (merk op dat magnesium kookt bij 1100°C en ijzer smelt bij 1500°C) en, minder vaak nu, cerium (meestal in de vorm van Mischmetal). Tellurium is ook gebruikt. Yttrium, vaak een bestanddeel van Misch-metaal, is ook onderzocht als mogelijke nodulizer.
