硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗体组成，其化学成分主要是SiO2含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。SiO2通常占80%以上，最高可达94%。优质硅藻土的氧化铁含量一般为1%～1.5%，氧化铝含量为3%～6%。
硅藻土的矿物成分主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物—水云母、高岭石和矿物碎屑。矿物碎屑有石英、长石、黑云母及有机质等。有机物含量从微量到30%以上。
硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强的特性。
硅藻土中的硅藻有许多不同的形状，如圆盘状、针状、筒状、羽状等。松散密度为0.3～0.5g/cm3，莫氏硬度为1～1.5（硅藻骨骼微粒为4.5～5μm），孔隙率达80%～90%，能吸收其本身重量1.5～4倍的水，是热、电、声的不良导体，熔点1650～1750℃，化学稳定性高，除溶于氢氟酸以外，不溶于任何强酸，但能溶于强碱溶液中。
硅藻土的二氧化硅多数是非晶体，碱中可溶性硅酸含量为50%～80%。非晶型SiO2加热到800～1000℃时变为晶型，碱中可溶性硅酸可减少到20%～30%。