它的主要化学的通式为R2Sio4，晶体属正交(斜方)晶系的一族岛状结构硅酸盐矿物的总称。常呈橄榄绿色，故名橄榄石。化学式中R主要为二价阳离子镁、铁、锰。由于它们之间的类质同象代替，可以形成Mg2Sio4-Fe2Sio4(镁橄榄石-铁橄榄石)、Fe2SiO4-Mn2SiO4(铁橄榄石-锰橄榄石)、Mn2SiO4-Mg2SiO4(锰橄榄石-镁橄榄石)等系列。以镁橄榄石-铁橄榄石系列的成员为常见。

此系列中偏于富镁的中间成员(Mg，Fe)2[Sio4]，一般称为橄榄石，在自然界中最常见。晶体呈短柱状，常成粒状集合体。富镁的色浅，常带黄色色调，富铁的则色深，玻璃光泽，断口油脂光泽。摩斯硬度6-7，比重随铁含量的增加而增大，为3.3-4.4。橄榄石是组成上地幔的主要矿物，也是陨石和月岩的主要矿物成分。它作为主要造岩矿物常见于基性和超基性火成岩中。镁橄榄石还产于镁夕卡岩中。橄榄石受热液作用蚀变变成蛇纹石。透明而色泽鲜艳、无瑕疵的橄榄石晶体可作为宝石。古埃及人在公元前就饰用橄榄石。德国科隆市古教堂中，镶嵌有优质的橄榄石宝石。