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。

自然界中高嶺土所包含的礦物主要分為粘土礦物和非粘土礦物。其中粘土礦物主要包含高嶺石族礦物和少量的蒙脫石、云母和綠泥石；非粘土礦物主要包含長石、石英和招的水化物，還有一些鐵礦物如赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等、鈦礦物如金紅石等和有機質如植物纖維等。決定高嶺土性能的主要是粘土礦物。

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。

高嶺土白度分自然白度和煅燒后的白度。對陶瓷原料來說，煅燒后的白度更為重要，煅燒白度越高則質量越好。陶瓷工藝規定烘干105℃為自然白度的分級標準，煅燒1300℃為煅燒白度的分級標準。白度可用白度計測定。白度計是測量對3800—7000?（即埃，1埃=0.1納米）波長光的反射率的裝置。在白度計中，將待測樣與標準樣（如BaSO4、MgO等）的反射率進行對比，即白度值（如白度90即表示相當于標準樣反射率的90%）。

高嶺土與水結合形成的泥料，在外力作用下能夠變形，外力除去后，仍能保持這種形變的性質即為可塑性。可塑性是高嶺土在陶瓷坯體中成型工藝的基礎，也是主要的工藝技術指標。通常用可塑性指數和可塑性指標來表示可塑性的大小。可塑性指數是指高嶺土泥料的液限含水率減去塑限含水率，以百分數表示，即W塑性指數=100（W液性限度-W塑性限度）。可塑性指標代表高嶺土泥料的成型性能，用可塑儀直接測定泥球受壓破碎時的荷重及變形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指標越高，其成型性能越好。高嶺土的可塑性可分為四級。

干燥收縮指高嶺土泥料在失水干燥后產生的收縮。高嶺土泥料一般在40—60℃至多不超過110℃溫度下就發生脫水而干燥，因水分排出，顆粒距離縮短，試樣的長度和體積就要發生收縮。干燥收縮分線收縮和體收縮，以高嶺土泥料干燥至恒重后長度及體積變化的百分數表示。高嶺土的干燥線收縮一般在3—10%。粒度越細，比表面積越大，可塑性越好，干燥收縮越大。同一類型的高嶺土，因摻合水的不同，其收縮也不同，多者，收縮大。在陶瓷工藝中，干燥收縮過大，坯體容易發生變形或開裂。

化學穩定
高嶺土具有強的耐酸性能，但其耐堿性能差。利用這一性質可用它合成分子篩。

電絕緣性
高嶺土具有良好的電絕緣性，利用這一性質可用之制作高頻瓷、無線電瓷。電絕緣性能的高低可以用它的抗電擊穿能力來衡量。

高嶺土已成為造紙、陶瓷、橡膠、化工、涂料、等行業的礦物原料。高嶺土具有一定的可塑性、粘結性、懸浮性和粘結性，賦予陶瓷泥和釉料良好的成型性，使陶瓷泥體有利于車身和灌漿，且易于成型。

在舊社會和三年困難時期，窮人在青黃不接時或災荒年間，常常靠吃觀音土活命；這種土可充饑，但不能被人體消化吸收，吃了以后腹脹，難以大便，少量吃不致命；盡管不會餓肚子，但由于沒有營養，人還是要死。饑荒年代因吃觀音土腹脹如鼓，無法排便，活活憋死之人不計其數。