Mit Hilfe der Elektronenbeugung an Gasen wurde die Molekülstruktur des Cyclobutadieneisentricarbonyls bestimmt. Übereinstimmend mit NMR Messungen in Lösungen ergibt sich für den Cyclobutadienring eine quadratische Struktur. Die wichtigsten geometrischen Parameter sind: CRing-CRing = 1,440 ± 0,007 Å , Fe-CRing = 2,053 0,004 Å, Fe-Ccarbonyl = = 1,780 ± 0,004 Å, Ccarbonyl - O = 1,148 ± 0,004 Å, ∢ CcarbonylFeCcarbonyl = 98,1 0,8°. Die Wasserstoffatome des Cyclobutadienringes sind um einen Winkel von 8,6 ± 6,3° zum Eisen hin geknickt.