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。

結合性指高嶺土與非塑性原料相結合形成可塑性泥團并具有一定干燥強度的性能。結合能力的測定，是在高嶺土中加入標準石英砂（其質量組成0.25—0.15粒級占70%，0.15—0.09mm粒級占30%）。以其仍能保持可塑泥團時的高含砂量及干燥后的抗折強度來判斷其高低，摻入的砂越多，則說明這種高嶺土結合能力就越強。通常凡可塑性強的高嶺土結合能力也強。

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。

高嶺土礦物主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等礦物組成。
粘土由各種含水硅酸鹽和一定量的氧化鋁、堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物組成，含有石英、長石、云母、硫酸鹽、硫化物和碳酸鹽等雜質。

懸浮性和分散性指高嶺土分散于水中難于沉淀的性能。又稱反絮凝性。一般粒度越細小，懸浮性就越好。用于搪瓷工業的高嶺土要求有良好的懸浮性。一般據分散于水中的樣品經一定時間的沉降速度來確定其懸浮性能的好壞。