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。

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%。

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。

陶瓷不僅對高嶺土的可塑性、結合性、干燥收縮、干燥強度、燒結收縮、燒結性質、耐火度及燒后白度等有嚴格要求，而且涉及到化學特性，特別是鐵、鈦、銅、鉻、錳等致色元素的存在，使燒后白度降低，產生斑點。

對高嶺土的粒度要求一般是越細越好，使瓷泥具有良好的可塑性和干燥強度，但對要求快速澆鑄、加快注漿速度和脫水速度的澆鑄工藝，需提高配料的粒度。此外，高嶺土中高嶺石結晶程度的差異，也將明顯影響瓷坯的工藝性能，結晶程度好，則可塑性、結合能力就低，干燥收縮小，燒結溫度高，其雜質含量也減少;反之，則其可塑性就高，干燥收縮大，燒結溫度較低，相應雜質含量也偏高。

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。