煤矸石是多种矿岩组成的混合物,属沉积岩。主要岩石种类有粘土岩类、砂岩类、碳酸盐类和铝质岩类。粘土岩中主要矿物组分为粘土矿物,其次为石英、长石云母和黄铁矿、碳酸盐等自生矿物,此外还含有植物化石、有机质、碳质等;砂岩类矿物多为石英、长石、云母、植物化石和菱铁矿结核等;碳酸盐类的矿物组成为方解石、白云石、菱铁矿,并混有较多的粘土矿物、陆源碎屑矿物、有机物、黄铁矿等;铝质岩类均含有高铝矿物:三水铝矿、一水软铝石、一水硬铝石,此外还常常含有石英、玉髓、褐铁矿、白云母、方解石等。煤矸石的岩石种类和矿物组成直接影响煤矸石的化学成分。