化學組成是耐火材料最基本的特性，是決定耐火材料的物相組成以及很多重要性質如抗渣侵蝕性能、耐高溫性能、力學性能等的重要基礎。通常將耐火材料的化學組成按各個成分含量的多少及作用分為以下幾類：
主成分：在耐火材料中對材料的性質起決定作用并構成耐火基體的成分成為主成分。耐火材料按其主成分的化學性質可分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。
雜質成分：耐火材料中由原料及加工過程中帶入的非主要成分的化學物質(氧化物、化合物等)稱為雜質。雜質的存在往往能與主要成分在高溫下發生反應，生成低熔性物質或形成大量的液相，從而會降低耐火材料基體的耐火性能，故也稱之為熔劑。
添加成分：耐火材料的化學組成中除主要成分和雜質成分外有時為了制作工藝的需要或改善某些性能往往人為地加入少量的添加成分，引入添加成分的物質稱為添加劑。
耐火材料一般說來是一個多相組成體，其礦物組成取決于耐火材料的化學組成和生產工藝條件，礦物組成可分為兩大類：結晶相與玻璃相，其中結晶相又分為主晶相和次晶相。主晶相是指構成耐火制品結構的主體而且熔點較高的結晶相。主晶相的性質、數量、結合狀態直接決定著耐火制品的性質。
次晶相又稱第二固相，是在高溫下與主晶相共存的第二晶相。次晶相也是熔點較高的晶體，它的存在可以提高耐火制品中固相間的直接結合，同時可以改善制品的某些特定的性能。如：高溫結構強度以及抗熔渣滲透、侵蝕的能力。
填充于主晶相之間的不同成分的結晶礦物（次晶相）和玻璃相統稱為基質，也稱為結合相。基質的組成和形態對耐火制品的高溫性質和抗侵蝕性能起著決定性的影響。基質對于主晶相而言是制品的相對薄弱之處。因此為了能夠提高耐火制品的使用壽命，在生產實踐中，往往采取調整和改變制品的基質組成的工藝措施，來改善和提高耐火制品的性質。
