粘土質耐火材料的原料為耐火粘土。耐火粘土的礦物主要成分是高嶺石，并伴有少量的石英、硫鐵礦、金紅石、蠟石及有機物等雜質。耐火粘土的性能主要取決于高嶺石，但雜質的存在危害極大，其中很有害的是Fe2O3和TiO2。它們使磚還在燒成時產生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷，降低燒成率和制品耐火性能，因此，Fe2O3及TiO2含量應小于1.2%?1.5%。MgO、CaO、K20、Na2O等雜質的存在會抑制莫來石化，而且使制品的耐火度、荷重軟化溫度顯著下降。因此，上述雜質含量應嚴格控制：MgO+CaO小于0.6%?1.5%,K20+Na20小于1.5%,雜質總量必須小于6%。高嶺石的組成為Al2O3·2SiO2·2H2O,其理論成分為Al2O339.48%,SiO246.60%,H2O13.92%、經燃燒以后成分為Al2O345.87%，SiO254.12%。硬度較低，一般為1?3,其密度為2.61?2.68g/crn3。實際上，由于含有少量的雜質，黏土質耐火材料的組成并非只有Al2O3和SiO2兩種，而且Al2O3和SiO2含量變化也較大。
普通粘土磚是由可塑性強、分散性大的軟質粘土與一部分粘土熟料配制而成的。概括地分為粘土熟料磚和高嶺土熟料磚。它們的主要高溫性能耐火度，特級品大于1750℃，一級品為1730?1750℃，二級品為1670?1730℃，三級品為1580?1670℃。多熟料粘土磚系指含熟料80%以上，結合粘土20%以下的制品。多熟料粘土磚由于坯料大部分處于瘠化狀態，在制造過程中不易變形，可以保證磚坯的外形尺寸、使燒成的制品具有較理想的體積密度、機械強度、抗熱震性和較高的耐火度。全生料粘土磚也稱無熟料粘土磚，是用可塑性低、分散性弱、收縮很小的硬質粘土或葉蠟石制成的。由于這種原料固有結合水分少，粉碎后雖然賦予一定的外加水分，但仍可保持原有的顆粒組成，因此可以不再另加熟料，而且燒成的成品并不會因為沒有熟料而產生收縮現象。
高硅質粘土磚的主要原料有瘠化粘土(煅燒過的硬質粘土、高嶺土或葉蠟石和天然石英砂。根據原料類別不同，高硅質粘土磚可分為石英-高嶺石質高硅磚和石英-粘土質高硅粘土磚兩種，前者SiO2最高含量可達75%?80%，耐火度大于1710℃，顯氣孔率一般均大于25%，后者是用含有石英巖的粘土或在燒結的硬質粘土中加入石英砂配制。制品的耐火度較低，一般在1610?1700℃之間。高硅質粘土磚在一定的溫度下體積穩定，長期使用并不產生過大的體積膨脹或收縮，而且荷重軟化溫度也高于普通粘土磚，適用于窯爐砌筑蓄熱室等部位。