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矿物学mineralogy是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质、成因产状、分类和鉴定及其相互关系，探讨矿物形成的时间和空间分布的规律、变化历史及其实际用途的科学。矿物学是地质科学的一门重要分科，以地壳中产出的无机晶质矿物作为主要研究对象。
矿物学是研究矿物的化学成分、晶体结构、形态、性质、成因、产状、共生组合、变化条件、时间与空间上的分布规律、形成与演化的历史和用途以及它们之间关系的一门学科，是地质学的分支学科。
许多生产部门，如采矿、选冶化工、建材、农药农肥、宝石以及某些尖端科学技术都离不开矿物原料。因此，矿物学研究不仅有理论意义，而且对矿物资源的开发和应用有重要的实际意义。
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发展简史
矿物
早在石器时代，人类就已知道利用多种矿物如石英、蛋白石等制作工具和饰物，以后又逐渐认识了金、银、铜、铁等若干金属及其矿石，从而过渡到铜器和铁器时代。
在中国成书于战国至西汉初的《山海经》，记述了多种矿物、岩石和矿石的名称，有些名称如雄黄、金、银、垩、玉等沿用至今。
古希腊学者亚里士多德把同金属相似的矿物归为“似金属类”，他的学生泰奥弗拉斯托斯在其《石头论》中把矿物分成金属、石头和土三类。在这以后的一段时间里，特别是欧洲中世纪，中国西汉中期，在矿物方面只有个别的记述，没有明显进展。
到了18、19世纪，矿物的研究得到了多方面进展，逐步建立起理论基础，丰富了研究内容和研究方法，形成了一门学科。16世纪中叶阿格里科拉较详细地描述了矿物的形态、颜色、光泽、透明度、硬度、解理、味、嗅等特征，并把矿物与岩石区别开来。
中国李时珍在成书于1578年的《本草纲目》中描述了38种药用矿物，说明了它们的形态、性质、鉴定特征和用途。
瑞典的贝采利乌斯作了大量的矿物化学成分鉴定，采用了化学式，并据此进行了矿物分类。
德国化学家米切利希提出了类质同象与同质多像概念，出现了矿物学研究的化学学派。
产生于这一时期的矿物学的另一学派是结晶学派。他们在几何结晶学及晶体结构几何理论方面获得了巨大的成就。此外，索比于1857年制成显微镜的偏光装置，推进了矿物的鉴定和研究。这一方法至今被沿用和发展着。
1912年德国学者劳厄成功地进行了晶体对X射线衍射的实验，从而使晶体结构的测定成为可能，并导致矿物学研究从宏观进入到微观的新阶段。大量矿物晶体结构被揭示，建立了以成分、结构为依据的矿物的晶体化学分类。
20世纪中期以来，固体物理、量子化学理论以及波谱、电子显微分析等微区、微量分析技术被引入，使矿物学获得了新进展，建立了矿物物理学。矿物原料和矿物材料得到更广泛的开发。开展了矿物的人工合成，高温、高压实验和天然成矿作用模拟。矿物学、物理化学和地质作用的研究相结合的分支学科成因矿物学和找矿矿物学逐步形成，使矿物学在矿物资源的寻找与开发方面获得了更广泛的应用。
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研究领域
矿物学还是研究矿物原料和材料的寻找、开发和应用的基础。因此，它与找矿勘探地质学、采矿学、选矿学、冶金学、材料科学的关系也很密切。此外，矿物学运用数学、化学和物理学的理论和技术，并彼此相互渗透和结合，还产生瞭如矿物物理学等新的边缘学科。矿物学的研究领域日益的扩大，由地壳矿物到地幔矿物和其他天体的宇宙矿物，由天然矿物到人工合成矿物；矿物学的研究内容由宏观向微观纵深发展，由主要组分到微量元素，由原子排列的平均晶体结构到局部具体的晶体结构和涉及原子内电子间及原子核的精细结构；矿物学在应用领域的迅速发展。
矿物学的研究成果除在地质学研究和找矿工作中进一步得到应用外，矿物本身的研究目标还在于从中获得具有各种特殊性能的矿物材料，这方面的研究具有广阔的发展前景。
分支学科
矿物形貌学
研究矿物晶体形态和表面微形貌，并据此探索其生长机制和生成历史。
成因矿物学
研究矿物个体和群体的形成，结合物理化学和地质条件，探索矿物的成因。研究矿物成分、结构、形态、物性上反映生成条件的标志──标型特征。成因矿物学已应用于地质找矿，并逐渐形成找矿矿物学
实验矿物学
通过矿物的人工合成，模拟和探索矿物形成的条件及规律。
结构矿物学
探索矿物晶体结构，研究矿物化学成分与晶体结构的关系，进而探讨矿物成分、晶体结构与形态、性能、生成条件的关系。
矿物物理学
是固体物理学、量子化学理论及谱学实验方法引入矿物学所产生的边缘学科。这一学科的发展使矿物学的研究从原子排列深入到原子内部的电子层和核结构。它研究矿物化学键的本质、精细结构与物理性能。
旋光性矿物学
主要探讨显微镜下，矿物的各种光学性质和镜下测定各种矿物光学常数的方法。已建立起完备的以矿物光学常数为依据的矿物鉴定表，它是矿物鉴定的主要手段之一。
矿物材料学
是矿物学与材料科学相结合的新分支。研究矿物的物理、化学性能和工艺特性在科学技术和生产中的开发应用。
其它
此外，尚有按分类体系系统地阐述各类矿物的系统矿物学；以某类矿物为对象的专门研究，如硫化物矿物学、硅酸盐矿物学、粘土矿物学、宝石矿物学等；全面研究某一地区内矿物的区域矿物学，研究地幔矿物的地幔矿物学；研究其他天体矿物的宇宙矿物学（包括陨石矿物学、月岩矿物学等）。
研究方法
野外研究方法包括矿物的野外地质产状调查和矿物样品的采集。室内研究方法很多。手标本的肉眼观察，包括双目显微镜下观察和简易化学试验，是矿物研究必要的基础。偏光和反光显微镜观察包括矿物基本光学参数的测定广泛用于矿物种的鉴定。矿物晶体形态的研究方法包括用反射测角仪进行晶体测量和用干涉显微镜、扫描电子显微镜对晶体表面微形貌的观察。检测矿物化学成分的方法有光谱分析，常规的化学分析，原子吸收光谱、激光光谱、X射线荧光光谱和极谱分析，电子探针分析，中子活化分析等。在物相分析和矿物晶体结构研究中，最常用的方法是粉晶和单晶的X射线分析，用作物相鉴定，测定晶胞参数、空间群和晶体结构。
此外，还有红外光谱用作结构分析的辅助方法，测定原子基团；以穆斯堡尔谱测定铁等的价态和配位；用可见光吸收谱作矿物颜色和内部电子构型的定量研究；以核磁共振测定分子结构；以顺磁共振测定晶体结构缺陷(如色心);以热分析法研究矿物的脱水、分解、相变等。透射电子显微镜的高分辨性能可用来直接观察超威结构和晶格缺陷等，在矿物学研究中日益得到重视。为了解决某方面专门问题，还有一些专门的研究方法，如包裹体研究法，同位素研究法等。矿物作为材料，还根据需要作某方面的物理化学性能的试验（见地质仪器）。
矿物是结晶物质，具有晶体的各种基本属性。因此，结晶学与化学、物理学一起，都是矿物学的基础。历史上，结晶学就曾是矿物学的一个组成部分。矿物本身是天然产出的单质或化合物，同时又是组成岩石和矿石的基本单元，因此矿物学是岩石学、矿床学的基础，并与地球化学、宇宙化学都密切相关。
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发展规律
矿物学科的发展具有悠久的历史，几乎与人类的文明同步。随着人类对自然需求的不断提高以及科学技术的进步，矿物学经历了从描述矿物学、晶体结构和微区研究、到以学科交叉为特征的现代矿物学几个阶段。19世纪中叶以前，人类对于矿物的认识尚处于萌芽阶段，此时只是人类已经能够用肉眼对矿物进行外表特征鉴定，并认识了一些矿物性质并加以利用，可称之为“描述矿物学”阶段。此后，偏光显微镜(19世纪中叶)、x射线(20世纪初)、物理化学和相平衡理论(20世纪30年代)不断引入矿物学，每一次都引发了矿物学研究的深刻变革和巨大进步，这个阶段是以矿物内部微观现象和晶体结构研究为特征的。20世纪60年代以后，物理学和化学学科中的一些近代理论，如晶体场理论、能带理论被应用于矿物学研究，一系列新技术和谱学手段的建立，如扫描隧道显微镜、同步辐射等大科学装置在矿物学研究中的运用，特别是高温高压等实验技术的实现以及电子计算器技术的快速发展等，促使古老的矿物学发生了全面深刻的变化，进入了可以从宏观到微观对矿物进行全面认识的现代矿物学阶段。
从矿物学分支学科的名称来看，我们也能窥见矿物学的发展特点。矿物学分支学科名称大体上有两类：一类是从研究内容角度划分的，如矿物化学、晶体化学、结构矿物学、晶体形貌学、矿物物理、成因矿物学和找矿矿物学、应用矿物学等，分别大致对应着矿物研究的化学组成、内部结构、外表形态、物理性质和化学性质、形成和变化的条件等。还有一类则是从学科交叉的角度，诸如矿物学与材料科学交叉可称之为材料矿物学、与生命科学融合产生生物矿物学等。图2所示的就是矿物学与其他基础学科交叉融合衍生出来的边缘学科，从这个角度，有学者甚至建议将矿物学升格为“矿物科学”一级学科，以便与其他一级学科相对应，是有相当的道理的(汪灵，2005)。这从一个侧面也说明：矿物学业已逐步摆脱作为基础学科的地位，进入了深度的跨学科的联合的领域。
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矿物
矿物mineral是具有一定化学组成的天然化合物，它具有稳定的相界面和结晶习性。由内部结晶习性决定了矿物的晶型和对称性；由化学键的性质决定了矿物的硬度、光泽和导电性质；由矿物的化学成分、结合的紧密度决定了矿物的颜色和比重等。在识别矿物时，矿物的形态和物理性质由于其易于鉴定而成为鉴定矿物最常用的标志。
原 理
地质作用
性 质
天然单质或化合物
分 类
硫化物，氧化物
颜 色
颜色各异
定义
矿物一般是自然产出且内部质点（原子、离子）排列有序的均匀固体。其化学成分一定并可用化学式表达。所谓自然产出是指地球中的矿物都是由地质作用形成。
地壳中存在的自然化合物和少数自然元素，具有相对固定化学成分和性质。都是固态的（自然汞常温液态除外）无机物。矿物是组成岩石的基础。（地质博物馆中有明确概念：一般而言矿物必须是均匀的固体。矿物必须具有特定的化学成分，一般而言矿物必须具有特定的结晶构造（非晶质矿物除外），矿物必须是无机物，所以煤和石油不属于矿物。
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基本简介
在科学发展史上，矿物的定义曾经多次演变。按现代概念，矿物首先必须是天然产出的物体，从而与人工制备的产物相区别。但对那些虽由人工合成，而各方面特性均与天然产出的矿物相同或密切相似的产物，如人造金刚石﹑人造水晶等，则称为人工合成矿物。
早先，曾将矿物局限于地球上由地质作用形成的天然产物。但是近代对月岩及陨石的研究表明，组成它们的矿物与地球上的类同。有时只是为了强调它们的来源，称它们为月岩矿物和陨石矿物，或统称为宇宙矿物。另外还常分出地幔矿物，以与一般产于地壳中的矿物相区别。
其次，矿物必须是均匀的固体，气体和液体显然都不属于矿物。但有人把液态的自然汞列为矿物，一些学者把地下水﹑火山喷发的气体也都视为矿物。至于矿物的均匀性则表现在不能用物理的方法把它分成在化学成分上互不相同的物质，这也是矿物与岩石的根本差别。
此外，矿物这类均匀的固体内部的原子是作有序排列的，即矿物都是晶体。但早先曾把矿物仅限于“通常具有结晶结构”。这样，作为特例，诸如水铝英石等极少数天然产出的非晶质体，也被划入矿物。这类在产出状态和化学组成等方面的特征均与矿物相似，但不具结晶构造的天然均匀固体特称为似矿物(mineraloid)。似矿物也是矿物学研究的对象，往往并不把似矿物与矿物严格区分。每种矿物除有确定的结晶结构外，还都有一定的化学成分，因而还具有一定的物理性质。矿物的化学成分可用化学式表达，如闪锌矿和石英可分别表示为ZnS和SiO2。但实际上所有矿物的成分都不是严格固定的，而是可在程度不等的一定范围内变化。造成这一现象的原因是矿物中原子间的广泛类质同象替代。
例如闪锌矿中总是有Fe2+替代部分的Zn2+，Zn﹕Fe(原子数)可在1﹕0到约6﹕5间变化﹐此时其化学式则写为(Zn﹐Fe)S，石英的成分非常接近于纯的SiO2，但仍含有微量的Al3+或Fe3+等类质同象杂质。最后，矿物一般是由无机作用形成的。早先曾把矿物全部限于无机作用的产物，以此与生物体相区别，后来发现有少数矿物，如石墨及某些自然硫和方解石，是有机起源的，但仍具有作为矿物的其余全部特征，故作为特例，仍归属于矿物。至于煤和石油，都是由有机作用所形成，且无一定的化学成分，故均非矿物，也不属于似矿物。绝大多数矿物都是无机化合物和单质，仅有极少数是通过无机作用形成的有机矿物，如草酸钙石[Ca(C2O4).2H2O]等。
矿物是自然形成的纯物质或化合物，化学成份组成变化不大，有结晶结构。岩石是一或多种矿物的聚合体，化学成份不定，通常无结晶结构。
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成因产状
矿物是化学元素通过地质作用等过程发生运移﹑聚集而形成。具体的作用过程不同，所形成的矿物组合也不相同。矿物在形成后，还会因环境的变迁而遭受破坏或形成新的矿物。
形成作用
岩浆作用发生于温度和压力均较高的条件下。主要从岩浆熔融体中结晶析出橄榄石﹑辉石﹑闪石﹑云母﹑长石﹑石英等主要造岩矿物，它们组成了各类岩浆岩。同时还有铬铁矿﹑铂族元素矿物﹑金刚石﹑钒钛磁铁矿﹑铜镍硫化物以及含磷﹑锆﹑铌﹑钽的矿物形成。伟晶作用中矿物在700～400℃﹑外压大于内压的封闭系统中生成。所形成的矿物颗粒粗大。除长石﹑云母﹑石英外，还有富含挥发组分氟﹑硼的矿物如黄玉﹑电气石，含锂﹑铍﹑铷﹑铯﹑铌﹑钽﹑稀土等稀有元素的矿物，如锂辉石﹑绿柱石和含放射性元素的矿物形成。热液作用中矿物从气液或热水溶液中形成。高温热液（400～300℃）以钨﹑锡的氧化物和钼﹑铋的硫化物为代表；中温热液（300～200℃）以铜﹑铅﹑锌的硫化物矿物为代表；低温热液（200～50℃）以砷﹑锑﹑汞的硫化物矿物为代表。此外，热液作用还有石英﹑方解石﹑重晶石等非金属矿物形成。
矿物
风化作用中早先形成的矿物可在阳光﹑大气和水的作用下化学风化成一些在地表条件下稳定的其他矿物，如高岭石﹑硬锰矿﹑孔雀石﹑蓝铜矿等。金属硫化物矿床经风化产生的CuSO4和FeSO4溶液，渗至地下水面以下，再与原生金属硫化物反应，可产生含铜量很高的辉铜矿﹑铜蓝等，从而形成铜的次生富集带。化学沉积中，由真溶液中析出的矿物如石膏﹑石盐﹑钾盐、硼砂等；由胶体溶液凝聚生成的矿物如鲕状赤铁矿﹑肾状硬锰矿等。生物沉积可形成如硅藻土（蛋白石）等。
区域变质作用形成的矿物趋向于结构紧密﹑比重大和不含水。在接触变质作用中，当围岩为碳酸盐岩石时，可形成夕卡岩，它由钙﹑镁﹑铁的硅酸盐矿物如透辉石﹑透闪石﹑石榴子石﹑符山石﹑硅灰石﹑硅镁石等组成。后期常伴随着热液矿化形成铜﹑铁﹑钨和多金属矿物的聚集。围岩为泥质岩石时可形成红柱石﹑堇青石等矿物。
矿物
特征
矿物在空间上的共存称为组合。组合中的矿物属于同一成因和同一成矿期形成的，则称它们是共生，否则称为伴生。研究矿物的共生﹑伴生﹑组合与生成顺序，有助于探索矿物的成因和生成历史。就同一种矿物而言，在不同的条件下形成时，其成分﹑结构﹑形态或物性上可能显示不同的特征，称为标型特征，它是反映矿物生成和演化历史的重要标志。
物理性质
概述
长期以来，人们根据物理性质来识别矿物，如颜色﹑光泽﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是矿物肉眼鉴定的重要标志。
作为晶质固体，矿物的物理性质取决于它的化学成分和晶体结构，并体现着一般晶体所具有的特性──均一性﹑对称性和各向异性。
形态
矿物千姿百态，就其单体而言，它们的大小悬殊，有的肉眼或用一般的放大镜可见（显晶），有的需藉助显微镜或电子显微镜辨认（隐晶）；有的晶形完好，呈规则的几何多面体形态；有的呈不规则的颗粒，存在于岩石或土壤之中。矿物单体形态大体上可分为三向等长（如粒状）、二向延展（如板状﹑片状）和一向伸长（如柱状﹑针状﹑纤维状）3种类型。而晶形则服从一系列几何结晶学规律。
矿物单体间有时可以产生规则的连生，同种矿物晶体可以彼此平行连生，也可以按一定对称规律形成双晶，非同种晶体间的规则连生称浮生或交生。
矿物集合体可以是显晶或隐晶的。隐晶或胶态的集合体常具有各种特殊的形态，如结核状（如磷灰石结核）、豆状或鲕状（如鲕状赤铁矿）﹑树枝状（如树枝状自然铜）
﹑晶腺状（如玛瑙）﹑土状（如高岭石）等。
颜色
矿物的颜色多种多样。呈色的原因，一类是白色光通过矿物时，内部发生电子跃迁过程而引起对不同色光的选择性吸收所致；另一类则是物理光学过程所致。导致矿物内电子跃迁的内因，最主要的是色素离子的存在，如Fe3+使赤铁矿呈红色，V3+使钒榴石呈绿色等。是晶格缺陷形成“色心”，如萤石的紫色等。矿物学中一般将颜色分为3类：自色是矿物固有的颜色；他色是指由混入物引起的颜色；假色则是由于某种物理光学过程所致。如斑铜矿新鲜面为古铜红色，氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈现蓝紫色的锖色。矿物内部含有定向的细微包体，当转动矿物时可出现颜色变幻的变彩，透明矿物的解理或裂隙有时可引起光的干涉而出现彩虹般的晕色等。矿物在白色无釉的瓷板上划擦时所留下的粉末痕迹。条痕色可消除假色，减弱他色，通常用于矿物鉴定。
光泽与透明度
指矿物表面反射可见光的能力。根据平滑表面反光的由强而弱分为金属光泽（状若镀克罗米金属表面的反光，如方铅矿）﹑半金属光泽（状若一般金属表面的反光，如磁铁矿）﹑金刚光泽（状若钻石的反光，如金刚石）和玻璃光泽（状若玻璃板的反光，如石英）四级。金属和半金属光泽的矿物条痕一般为深色，金刚或玻璃光泽的矿物条痕为浅色或白色。此外，若矿物的反光面不平滑或呈集合体时，还可出现油脂光泽﹑树脂光泽﹑蜡状光泽﹑土状光泽及丝绢光泽和珍珠光泽等特殊光泽类型。
指矿物透过可见光的程度。影响矿物透明度的外在因素（如厚度﹑含有包裹体﹑表面不平滑等）很多。通常是在厚为0.03毫米薄片的条件下，根据矿物透明的程度，将矿物分为：透明矿物（如石英）﹑半透明矿物（如辰砂）和不透明矿物（如磁铁矿）。许多在手标本上看来并不透明的矿物，实际上都属于透明矿物如普通辉石等。一般具玻璃光泽的矿物均为透明矿物，显金属或半金属光泽的为不透明矿物，具金刚光泽的则为透明或半透明矿物。
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断口解理与裂理
矿物在外力作用如敲打下，沿任意方向产生的各种断面称为断口。断口依其形状主要有贝壳状﹑锯齿状﹑参差状﹑平坦状等。在外力作用下，矿物晶体沿着一定的结晶学平面破裂的固有特性称为解理。解理面平行于晶体结构中键力最强的方向，一般也是原子排列最密的面网发生，并服从晶体的对称性。解理面可用单形符号（见晶体）表示，如方铅矿具立方体{100}解理﹑普通角闪石具{110}柱面解理等。根据解理产生的难易和解理面完整的程度将解理分为极完全解理（如云母）﹑完全解理（如方解石）﹑中等解理（如普通辉石）﹑不完全解理（如磷灰石）和极不完全解理（如石英）。裂理也称裂开，是矿物晶体在外力作用下，沿一定的结晶学平面破裂的非固有性质。它外观极似解理，但两者产生的原因不同。裂理往往是因为含杂质夹层或双晶的影响等，并非某种矿物所必有的因素所致。
硬度与比重
是指矿物抵抗外力作用（如刻划﹑压入﹑研磨)）的机械强度。矿物学中最常用的是摩氏硬度，它是通过与具有标准硬度的矿物相互刻划比较而得出的。10种标准硬度的矿物组成了摩氏硬度计，它们从1度到10度分别为滑石﹑石膏﹑方解石﹑萤石﹑磷灰石﹑正长石﹑石英﹑黄玉﹑刚玉﹑金刚石。十个等级只表示相对硬度的大小，为了简便还可以用指甲(2-2.5)﹑小钢刀(6-7)﹑窗玻璃(5.5-6)作为辅助标准﹐粗略地定出矿物的摩氏硬度。另一种硬度为维氏硬度，它是压入硬度，用显微硬度仪测出，以千克/平方毫米表示。摩氏硬度H m与维氏硬度H
v的大致关系是(kg/mm2)，矿物的硬度与晶体结构中化学键型﹑原子间距﹑电价和原子配位等密切相关。
指矿物指纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在4℃时重量之比。矿物的比重取决于组成元素的原子量和晶体结构的紧密程度。虽然不同矿物的比重差异很大，琥珀的比重小于1，而自然铱的比重可高达22.7，但大多数矿物具有中等比重(2.5～4)。矿物的比重可以实测，也可以根据化学成分和晶胞体积计算出理论值。
矿物的密度（D）是指矿物单位体积的重量，度量单位为克/立方厘米(g/cm3)。矿物的比重在数值上等于矿物的密度。
矿物比重的变化幅度很大，可由小于1（如琥珀）至23（如饿钉族矿物）。自然金属元素矿物的比重最大，盐类矿物比重较小。
矿物比重可分为三级：
轻级比重小于2.5。如石墨（2.5）、自然硫（2.05-2.08）、食盐（2.1-2.5）、石膏（2.3）等。
中级比重由2.5到4。大多数矿物的比重属于此级。如石英（2.65）、斜长石（2.61-2.76）、金刚石（3.5）等。
重级比重大于4。如重晶石（4.3-4.7）、磁铁矿（4.6-5.2）、白钨矿（5.8-6.2）、方铅矿（7.4-7.6）、自然金（14.6-18.3）等。
矿物的比重决定于其化学成分和内部结构，主要与组成元素的原子量、原子和离子半径及堆积方式有关。此外矿物的形成条件--温度和压力对矿物的比重的变化也起重要的作用。
应该指出，同一种矿物，由于化学成分的变化、类质同象混入物的代换、机械混入物及包裹体的存在、洞穴与裂隙中空气的吸附等等对矿物的比重均会造成影响。所以，在测定矿物比重时，必须选择纯净、未风化矿物。
四性、磁性与发光性
某些矿物（如云母）受外力作用弯曲变形，外力消除可恢复原状，显示弹性；而另一些矿物（如绿泥石）受外力作用弯曲变形，外力消除后不再恢复原状，显示挠性。大多数矿物为离子化合物，它们受外力作用容易破碎，显示脆性。少数具金属键的矿物（如自然金），具延性（拉之成丝）﹑展性（捶之成片）。
根据矿物内部所含原子或离子的原子本征磁矩的大小及其相互取向关系的不同，它们在被外磁场所磁化时表现的性质也不相同，从而可分为抗磁性（如石盐）
﹑顺磁性（如黑云母）﹑反铁磁性（如赤铁矿）﹑铁磁性（如自然铁）和亚铁磁性（如磁铁矿）。由于原子磁矩是由不成对电子引起的，因而凡只含具饱和的电子壳层的原子和离子的矿物都是抗磁的，而所有具有铁磁性或亚铁磁性﹑反铁磁性﹑顺磁性的矿物都是含过渡元素的矿物。但若所含过渡元素离子中不存在不成对电子时（如毒砂），则矿物仍是抗磁的。具铁磁性和亚铁磁性的矿物可被永久磁铁所吸引；具亚铁磁性和顺磁性的矿物则只能被电磁铁所吸引。矿物的磁性常被用于探矿和选矿。
一些矿物受外来能量激发能发出可见光。加热﹑摩擦以及阴极射线﹑紫外线﹑X射线的照射都是激发矿物发光的因素。激发停止，发光即停止的称为荧光；激发停止发光仍可持续一段时间的称为磷光。矿物发光性可用于矿物鉴定﹑找矿和选矿。
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化学性质
晶体结构
化学组成和晶体结构是每种矿物的基本特征，是决定矿物形态和物理性质以及成因的根本因素，也是矿物分类的依据﹐矿物的利用也与它们密不可分。
化学组成
化学元素是组成矿物的物质基础。人们对地壳中产出的矿物研究较为充分。地壳中各种元素的平均含量（克拉克值）不同。氧﹑硅﹑铝﹑铁﹑钙﹑钠﹑钾﹑镁八种元素就占了地壳总重量的97%，其中氧约占地壳总重量的一半(49%)，硅占地壳总重的1/ 4以上(26%)。故地壳中上述元素的氧化物和氧盐（特别是硅酸盐）矿物分布最广，它们构成了地壳中各种岩石的主要组成矿物。其余元素相对而言虽微不足道，但由于它们的地球化学性质不同，有些趋向聚集，有的趋向分散。某些元素如锑﹑铋﹑金﹑银﹑汞等克拉克值甚低，均在千万分之二以下，但仍聚集形成独立的矿物种，有时并可富集成矿床；而某些元素如铷﹑镓等的克拉克值虽远高于上述元素，但趋于分散，不易形成独立矿物种，一般仅以混入物形式分散于某些矿物成分之中。
原子与配位数
共价键的矿物（如自然金属﹑卤化物及氧化物矿物等）晶体结构中，原子常呈最紧密堆积（见晶体），配位数即原子或离子周围最邻近的原子或异号离子数，取决于阴阳离子半径的比值。当共价键为主时（如硫化物矿物），配位数和配位型式取决于原子外层电子的构型，即共价键的方向性和饱和性。对于同一种元素而言，其原子或离子的配位数还受到矿物形成时的物理化学条件的影响。温度增高，配位数减小，压力增大，配位数增大。矿物晶体结构可以看成是配位多面体（把围绕中心原子，并与之成配位关系的原子用直线联结起来获得的几何多面体）共角顶﹑共棱或共面联结而成。
成分和结构
黄铁矿
一定的化学成分和一定的晶体结构构成一个矿物种。但化学成分可在一定范围内变化。矿物成分变化的原因，除那些不参加晶格的机械混入物﹑胶体吸附物质的存在外，最主要的是晶格中质点的替代，即类质同象替代，它是矿物中普遍存在的现象。可相互取代，在晶体结构中占据等同位置的两种质点，彼此可以呈有序或无序的分布（见有序－无序）。矿物的晶体结构不仅取决于化学成分，还受到外界条件的影响。同种成分的物质，在不同的物理化学条件（温度﹑压力﹑介质）下可以形成结构各异的不同矿物种，这一现象称为同质多像。如金刚石和石墨的成分同样是碳单质，但晶体结构不同，性质上也有很大差异，它们被称为碳的不同的同质多像变体。如果化学成分相同或基本相同，结构单元层也相同或基本相同，只是层的迭置层序有所差异时，则称它们为不同的多型。如石墨2H多型（两层一个重复周期，六方晶系）和3R多型（三层一个重复周期，三方晶系）。不同多型仍看作同一个矿物种。
晶体化学式
矿物的化学成分一般采用晶体化学式表达。它既表明矿物中各种化学组分的种类﹑数量，又反映了原子结合的情况。如铁白云石Ca(Mg﹐Fe﹐Mn)[CO3]2，圆括号内按含量多少依次列出相互成类质同象替代的元素，彼此以逗号分开；方括号内为络阴离子团。当有水分子存在时，常把它写在化学式的最后，并以圆点与其他组分隔开，如石膏Ca[SO4]?2 H2O。
分类
矿物的分类方法很多。早期曾采用纯以化学成分为依据的化学成分分类。以后有人提出以
石英
元素的地球化学特征为依据的地球化学分类，以矿物的工业用途为依据的工业矿物分类等。一般广泛采用以矿物本身的成分和结构为依据的晶体化学分类。从矿物的分类及矿物成分来看，矿物分成单质和化合物两种。单质是由一种元素组成的矿物，如金刚石成分是碳，自然金成分是Au。化合物则是由阴阳离子组成的，根据阴离子成分不同分为若干类：
矿物分为下列大类：自然元素矿物﹑硫化物及其类似化合物矿物﹑卤化物矿物﹑氧化物及氢氧化物矿物﹑含氧盐矿物（包括硅酸盐﹑硼酸盐﹑碳酸盐﹑磷酸盐﹑砷酸盐﹑钒酸盐﹑硫酸盐﹑钨酸盐﹑钼酸盐﹑硝酸盐﹑铬酸以上各类化合物加上单质矿物共十八类。这些矿物中硅酸盐矿物种数最多，占整个矿物种类的24%，占地壳总重量75%，硫卤化物最少，只有一种。
命名
中国习惯上把具金属或半金属光泽的，或可以从中提炼某种金属的矿物，称为某某“矿”，如方铅矿﹑黄铜矿；把具玻璃或金刚光泽的矿物称为某某“石”，如方解石﹑孔雀石；把硫酸盐矿物常称为某“矾”，如胆矾﹑铅矾；把玉石类矿物常称为某“玉”，如硬玉﹑软玉；把地表松散矿物常称为某“华”，如砷华﹑镍华、钨华。至于具体命名则又有各种不同的依据。有的依据矿物本身的特征，如成分﹑形态﹑物性等命名；有的以发现﹑产出该矿物的地点或某人的名字命名。例如锂铍石liberite（成分）﹑金红石rutile（颜色）﹑重晶石barite（比重大）﹑十字石staurolite（双晶形态）﹑香花石hsianghualite（发现于湖南临武香花岭）﹑彭志忠石pengzhizhongite（纪念中国结晶学家和矿物学家彭志忠）等。矿物的中文名称除少数由中国学者发现和命名（如锂铍石﹑香花石﹑彭志忠石等）及沿用中国古代名称（如石英﹑云母﹑方解石﹑雄黄等）者外，主要均来源于外文名称。其中有的意译，如上述的金红石﹑重晶石﹑十字石等；少数为音译，如埃洛石(halloysite)等；大多数则系根据矿物成分，间或考虑物性﹑形态等特征另行定名，如硅灰石（原文wollastonite为纪念英国化学家WHWollaston而来）﹑黝铜矿（原文tetrahedrite，意译应为四面体矿）等；还有音译首音节加其他考虑的译名，如拉长石（原文labradorite来源于加拿大地名Labrador）等。
方解石
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