膨潤土的主要礦物成分是以蒙脫石-貝得石系列礦物為主，含量為85%-90%；其次含有少量其他粘土礦物，包括伊利石、高嶺石、地開石、埃洛石、綠泥石、水鋁英石、凹凸棒石等。其中，高嶺石、綠泥石、伊利石等可以蒙脫石機械混合，也可以構(gòu)成規(guī)則或不規(guī)則的混層礦物。
    非粘土礦物油二氧化硅質(zhì)礦物（適應(yīng)、方英石、蛋白石、鱗石英）、長石（鉀長石、斜長石）、沸石（斜發(fā)沸石、絲光沸石、片沸石、鈣沸石等）、碳酸鹽（方解石、文石、白云石）、硫酸鹽（石膏、重晶石）等非金屬礦物。
    此外，還含有少量的黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、金紅石、銳鈦礦或板鈦礦等金屬硫化物或氧化物礦物。個別地區(qū)的膨潤土中還含有火山巖屑、晶屑、陸源碎屑及硝酸鹽、氯化物等。膨潤土的性能與蒙脫石的種類及含量相關(guān)。根據(jù)膨潤土的礦物組成及性能可將膨潤土分為鈣質(zhì)膨潤土和鈉質(zhì)膨潤土。