黏土矿物是组成粘土岩的最主要矿物成分。最常见的黏土矿物属层状构造硅酸盐矿物，主要有高岭石、多水高岭石、蒙脱石、水云母、海绿石、绿泥石等。非晶质黏土矿物有水铝英石，链状构造者有海泡石等。黏土矿物的化学成分以SiO2、Al2O3和水为主，而每种矿物的成分又有差别，如高岭石含Al2O3最高，海泡石中MgO高，而水云母中则K2O最多。不同黏土矿物的晶体结构、形状、物理性质上都有差别，可作为鉴定依据。黏土矿物有从周围介质中吸附离子的性能，这一方面影响粘土质岩石的性质，另一方面当吸收一定有用元素后会形成有价值的矿床。
黏土矿物一般颗粒极细，呈小于0.01mm的细小鳞片。具有可塑性、耐火性和烧结性，是陶瓷、耐火材料、水泥、造纸、石油化工，油漆，纺织等工业的重要天然原料。
