I minerali di caolinite sono composti da caolinite, dickite, perlite, halloysite e altri minerali a grappolo di caolinite, con la caolinite che è il componente minerale principale.
La formula cristallina della caolinite è 2SiO2·Al2O3·2H2O e la sua composizione chimica teorica è 46,54% SiO2, 39,5% Al2O3 e 13,96% H2O. I minerali di caolinite appartengono al silicato stratificato di tipo 1:1. I cristalli sono composti principalmente da tetraedri di silicio-ossigeno e ottaedri di alluminio-ossigeno. I tetraedri di silicio-ossigeno sono collegati lungo la direzione bidimensionale-condividendo i vertici per formare uno strato di griglia esagonale. Gli apici non condivisi dei tetraedri di silicio-ossigeno sono tutti rivolti su un lato. Gli apici dei tetraedri di silicio-ossigeno condivisi dagli ottaedri di silicio-ossigeno formano uno strato unitario di tipo 1:1.