硅灰石的化學(xué)分子式為CaSiO3，理論化學(xué)成分:CaO48.25%、SiO251.75%。自然界中純硅灰石罕見，在其形成過程中，Ca有時被Fe、Mn、Ti、Sr等離子部分置換而呈類質(zhì)同象體，并混有少量的Al和微量K、Na。

由于硅灰石形成時的溫度、壓力等條件不同，可能出現(xiàn)3種同質(zhì)多象體:1.三斜鏈狀結(jié)構(gòu)的Tc型硅灰石，通稱低溫三斜硅灰石;2.單斜鏈狀結(jié)構(gòu)的ZM型副硅灰石，通稱副硅灰石;3.三斜三元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的假硅灰石，通稱假硅灰石。目前被廣泛用作工業(yè)礦物原料的主要是低溫三斜硅灰石。低溫三斜硅灰石為三斜晶系，大多呈針狀、纖維狀或片狀，常簇集呈扇形、輻射形集合體，有的呈細(xì)小的顆粒狀。白色微帶灰、紅色，玻璃光澤,解理面呈珍珠光澤，解理平行中等，在1125度左右時可轉(zhuǎn)化為假硅灰石，這時熱膨脹系數(shù)增加，并由于釋放出Fe、Sr等雜質(zhì)，因此顏色由白色變?yōu)槟逃蜕?、紅色或褐色。

硅灰石礦石自然類型通常有夕卡巖型礦石和硅灰石-石英-方解石型礦石兩類。前者主要產(chǎn)于夕卡巖型礦床中，礦物組分復(fù)雜，常伴生石英、方解石及透輝石、石榴子石等夕卡巖礦物;后者主要產(chǎn)于接觸變質(zhì)和區(qū)域變質(zhì)型礦床，礦物組分簡單，又可分為:硅灰石-石英、硅灰石-方解石和硅灰石-石英-方解石型3個亞類。硅灰石礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造通常也有兩種:致密塊狀礦石具細(xì)?；◢徸兙Щ蚶w維變晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，硅灰石呈細(xì)小粒狀、柱狀或纖維狀集合體，個別極細(xì)粒致密者呈玉狀;粗晶硅灰石礦石具纖維變晶結(jié)構(gòu)，塊狀、似角礫狀、巨斑狀或條帶狀構(gòu)造，硅灰石晶體粗大，呈板柱狀，束狀或放射狀(菊花狀)。