Al2O3是制作高鋁磚、剛玉磚及一些耐火澆注料重要原材料之一。其晶型有：α、β、γ、η、δ、σ、x等。外界條件改變時，晶型會發生轉變。在Al2O3這些變體中，只有α- Al2O3 (剛玉)是穩定的，其他晶型都是不穩定的，加熱時都將轉變成α- Al2O3。α- Al2O3晶體結構中，氧離子作六方最緊密排列，鋁離子規則地填充在氧離子空隙中，質點間距小，結構牢固，不易被破壞。α- Al2O3密度為3．99 g,／cm3。

除剛玉外，常見的Al2O3晶型為γ- Al2O3。γ- Al2O3具面心立方晶格，屬于有缺陷的尖晶石結構，即在某些四面體的空隙沒有被充填，因而γ- Al2O3的密度較剛玉小。γ- Al2O3的密度為3．65 g／crn3。各種Al(OH)3加熱脫水時，約在450℃形成γ- Al2O3。γ- Al2O3加熱到較高溫轉變為剛玉。但這種轉變要在1000℃以上溫度時，轉化速度才比較大。

氧化鋁的其他一些不穩定晶型也都是Al(OH)3加熱脫水時，在不同條件下形成的。

σ- Al2O3是Al2O3變體中結晶最差的，應為無定形態，但也有人認為它是介于無定形與晶態之間的過渡態。σ- Al2O3是Al2O3各種形態中唯一在常溫下能自發水化的形態；比表面積大，表面能高，活性大，與水發生反應。

β- Al2O3 (密度為3．31 g／crn3)不是純Al2O3，不屬于Al2O3一元系，其化學式為R2O·Al2O3。R2代表K+、Na+等離子。由于β- Al2O3開始發現時忽視了Na2O、K2O等的存在，而被誤認為是Al2O3的一種變體，采用了β- Al2O3這一名稱，并沿用至今。當剛玉處于高溫、堿金屬氧化物條件下，剛玉即可轉變成β- Al2O3。β- Al2O3在高溫下也會逸出堿金屬氧化物而轉化為剛玉。