在0~1000℃的溫度范圍內，粘土磚的體積隨著溫度升高而均勻膨脹，線膨脹曲線近似于一條直線，線膨脹率為0.6%~0.7%，只有硅磚的一半左右。當溫度達1200℃后再繼續升溫時，其體積將由膨脹大值開始收縮。粘土磚的殘余收縮導致砌體灰縫的松裂，這是粘土磚的一大缺點。當溫度超過1200℃后，粘土磚中的低熔點物逐漸熔化，因顆粒受表面張力作用而互相靠得很緊，從而產生體積收縮。

粘土磚是以粘土熟料為骨料，耐火粘土(軟質粘土或半軟質粘土)為結合劑制成Al2O含 量為30%~ 48%的耐火材料。它是一種用途廣泛、產量大的耐火制品。
耐火粘土磚是以耐火粘土為原料生產的耐火制品。在工業上使用十分廣泛。粘土磚質耐火磚分為普通粘土磚、多熟料粘土磚、全生料粘土磚和高硅質粘土磚等品種。

粘土制品性質在較大范圍內波動，這是因為制品的化學組成及生產工藝的差別所致。粘土制品一般具有以下性質：
(1)化學、礦物組成。Al2O3含量為30%~ 48% ，SiO2含量為50%~ 65%及少量堿金屬、堿土金屬氧化物TiO2、Fe2O3等。礦物組成一般為：莫來石、方石英和石英、玻璃相。
(2) 耐火度一般為1580~1750C，隨Al2O3/SiO2增大而提高，當低熔物雜質含量較多時，制品的耐火度顯著降低。
(3)荷重軟化溫度約為1250~ 1450C，其變化范圍較寬。開始變形溫度較低，與40%變形溫度相差約200~ 250C。
(4)線膨脹系數較低，其熱導率亦較低。
(5)抗熱震性良好，波動范圍較大。1100C水冷循環一般大于10次。這與粘土質制品的線膨脹系數較低、晶型轉化效應不顯著以及高溫下的塑性有關。
(6)抗化學侵蝕性：因其屬弱酸性，具有較強的抗酸性渣侵蝕能力，對堿性物質侵蝕的抵抗能力較弱。

耐火粘土磚是偏酸性的耐火材料，隨著磚中Al2O3含量的增加其酸性逐漸減弱。它的熱導率是所有耐火材料中低的。其耐火度雖然高達1700°C，但荷重軟化溫度只有1300°C左右，這是粘土磚的大缺點，因此在高溫使用時不能承重、不能受壓。當其受到大量R2O侵蝕時，其軟化溫度還要進一步下降到1050°C左右，所以只能用在池壁的下部或池底溫度較低處。

粘土磚的燒制過程主要是由于高嶺石不斷失水分解而產生莫來石(3Al2O3-SiO2)結晶的過程。在燒制過程中，粘土磚中的SiO2和Al2O3與雜質形成一個低熔點的硅酸鹽，被莫來石結晶包圍。
粘土磚是一種能抵抗酸性熔渣和酸性氣體侵蝕的弱酸性耐火產品，對堿性物質的抵抗力稍差。粘土磚具有良好的熱性、耐急性和冷熱性。

耐磨性是粘土磚抵抗硬質材料或氣體摩擦磨損的能力，可用于預測耐火材料在磨損和沖刷環境中的適應性。通常用物料在一定研磨條件和研磨時間下研磨后的體積損失或質量損失來表示。粘土磚在室溫下的耐磨性可按照國家標準GB/T18301- 2001的試驗方法進行測定。粘土磚的耐磨性取決于其礦物成分、微觀結構、材料顆粒組合的牢固性、自身的密度，而強度材料在室溫下具有高壓強度、低孔隙率、致密均勻的微觀結構和良好的燒結性，在室溫下總是具有良好的耐磨性。