主要化學成分是二氧化硅、三氧化二鋁和水，還含有鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等元素，Na2O和CaO含量對膨潤土的物理化學性質和工藝技術性能影響大。

蒙脫石礦物屬單斜晶系，通常呈土狀塊體，白色，有時帶淺紅、淺綠、淡黃等色。光澤暗淡。

硬度1-2，密度2-3g/cm3。

按蒙脫石可交換陽離子的種類、含量和層間電荷大小，膨潤土可分為鈉基膨潤土(堿性土)、鈣基膨潤土(堿土性土)，其中鈣基膨潤土又包括鈣鈉基和鈣鎂基等。

層間陽離子為Na+時稱 鈉基膨潤土；層間陽離子為Ca2+時稱鈣基膨潤土；層間陽離子為H+時稱氫基膨潤土。