高嶺石的晶體化學式為2SiO2·Al2O3·2H2O，其理論化學組成為46.54%的SiO2，39.5%的Al2O3，13.96%的H2O。高嶺土類礦物屬于1:1型層狀硅酸鹽，晶體主要由硅氧四面體和紹氫氧八面體組成，其中硅氧四面體以共用頂角的方式沿著二維方向連結形成六方排列的網格層，各個硅氧四面體未公用的尖頂氧均朝向一邊；由硅氧四面體層和招氧八面體層公用硅氧四面體層的尖頂氧組成了1:1型的單位層。

以高嶺土礦床成因為基礎，根據不同成礦作用所體現的成礦地質、地理條件、礦床規模、礦體形態和賦存特征、礦石物質組分等方面的差異，《高嶺土礦地質勘探規范》將中國高嶺土礦床劃分為三種類型、六種亞類型。
1、風化型：又分為風化殘積亞型和風化淋積亞型；
2、熱液蝕變型：又分為熱液蝕變亞型和現代熱泉蝕變亞型；
3、沉積型：又分為沉積和沉積-風化亞型及含煤地層中高嶺石粘土巖亞型。

根據其質地、可塑性和砂質的質量分數分為三種類型：
1、硬質高嶺土：質硬，無可塑性，粉碎細磨后具可塑性。
2、軟質高嶺土：質軟，可塑性較強，砂質質量分數<50%。
3、砂質高嶺土：質松軟，可塑性較弱，砂質質量分數>50%。

亮度是與白度類似的工藝性質，相當于4570Å；（埃）波長光照射下的白度。

高嶺土的顏色主要與其所含的金屬氧化物或有機質有關。一般含Fe2O3呈玫瑰紅、褐黃色；含Fe2+呈淡藍、淡綠色；含MnO2呈淡褐色；含有機質則呈淡黃、灰、青、黑等色。這些雜質存在，降低了高嶺土的自然白度，其中鐵、鈦礦物還會影響煅燒白度，使瓷器出現色斑或熔疤。

粒度分布是指天然高嶺土中的顆粒，在給定的連續的不同粒級（以毫米或微米篩孔的網目表示）范圍內所占的比例（以百分含量表示）。高嶺土的粒度分布特征對礦石的可選性及工藝應用具有重要意義，其顆粒大小，對其可塑性、泥漿粘度、離子交換量、成型性能、干燥性能、燒成性能均有很大影響。高嶺土礦都需要進行技術加工處理，是否易于加工到工藝所要求的細度，已成為評價礦石質量的標準之一。各工業部門對不同用途的高嶺土都有具體的粒度和細度要求。如美國對用作涂料的高嶺土要求小于2μm的含量占90—95%，造紙填料小于2μm的占78—80%。

陶瓷工業是應用高嶺土早、用量較大的行業。一般用量為配方的20%～30%。高嶺土在陶瓷中的作用是引入Al2O3，有利于莫來石的生成，提高其化學穩定性和燒結強度，在燒成中高嶺土分解生成莫來石，形成坯體強度的主要框架，可防止制品的變形，使燒成溫度變寬，還能使坯體具有一定的白度。同時，高嶺土具有一定的可塑性、粘結性、懸浮性和結合能力，賦予瓷泥、瓷釉良好的成形性，使陶瓷泥坯有利于車坯及注漿，便于成形。如用在電線中，可以增加絕緣性，降低其介電損耗。