矿物组成系指材料中的氧化物等所形成的不同矿物相及其数量。矿物相分为结晶相和玻璃相两类。结晶相种类较多，在微观结构中熔点较高且起主导作用的晶相称为主晶相，其性质、数量、晶体大小和分布排列等情况，决定了材料的基本性能；在材料的主晶相间填充其他不同成分的晶相和玻璃相，称为结合相，也是基质材料。在不定形耐火材料中，基质材料具有决定性的作用。近年来，采用o-氧化铝和活性氧化硅等超微粉，形成或促进了材料中的莫来石化，增强了结合相，即提高了基质，开发了低水泥耐火浇注料等一系列优良的新品种材料。

耐火材料的矿物组成和微观结构，普遍采用显微镜法鉴定，故称显微结构。其鉴定方法有：差热分析(DTA) 、扫描电子显微镜(SEM) 、X-射线衍射(XRD) 、X-射线光电子能谱(XPS) 、能量弥散X-射线(EDX) 和电子探针(EPMA) 等。