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。

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。

粘土磚的熱膨脹率是常用耐火材料中小的。同時由于粘土磚結晶細小、氣孔小而分布均勻，使應力較容易得到緩沖，因此在很大范圍內抗熱沖擊性強。蓄熱室下部溫度較低處格子磚、煙道及日用玻璃池爐上供料機附近的耐火材料配件如沖頭、料碗等要求抗熱沖擊性好的地方，可以充分發揮作用。