膨润土的主要化学组分是二氧化硅(SiO2),三氧化二铝(Al2O3)和水。氧化铁和氧化镁含量有时也较高。此外,钙、钠、钾等常以不同含量存在于膨润土中。膨润土的Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性能和工艺技术性能影响颇大。
理化性能：
膨润土具有吸湿性，能吸附8～15倍于本体积的水量。吸水后膨胀，能膨胀数倍，可达30余倍。在水介质中能分散呈 胶体悬浮液，这种悬浮液具有一定的粘滞性、触变性和润滑性。它和水、泥或砂等细碎屑物质的掺合物有可塑性和粘结性。有较强的阳离子交换能力。对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于它的重量，具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色物质。
膨润土的理化性能主要取决于它所含的蒙脱石种类和含量。一般钠基膨润土较之钙基或镁基膨润土的物理化学性质和工艺技术性能优越。主要表现在：吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大；阳离子交换量高；在水介质中分散性好，胶质价高；它的胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好，pH值高；热稳定性好；有较高的可塑性和较强的粘结性；热湿拉强度和干压强度高。所以钠基膨润土的使用价值和经济价值较高。