耐火材料的組織結構分為宏觀組織結構和微觀組織結構。耐火材料的宏觀組織結構是指氣孔的性質、大小和分布及其與礦物相之間的關系。微觀組織結構是指各相的含量、顆粒大小、形狀和分布等。氣孔是影響耐火制品常溫與高溫性能的重要因素，特別是在高溫條件下，它會使制品對外界侵蝕的抵抗能力大大降低。氣孔的形成原因為：制品成型時物料中的空氣未完全排除；物料水分排除后留下的空間；原料煅燒不充分，有些應分解的鹽類未完全分解，應灼燒的成分未完全灼燒；物料成分不均勻，高溫燒成時收縮不均勻等。但在有些輕質隔熱制品中，還需特意引入一些分布較均勻的氣孔。
耐火材料在化學成分固定的前提條件下，由于成分分布的均勻性和加工工藝的不同，使制品中的礦物種類、數量、晶粒大小和結合狀態不同，這種微觀結構的不同，造成制品性能的差異。例如，Si02含量相同的硅質制品，因Si02在不同工藝條件下可形成結構和性質不同的兩種礦物——鱗石英和方石英，使其制品的某些性能會有差異。即使制品的礦物組成一定，隨晶粒大小、形狀和分布情況的不同，亦會對制品的性能有著顯著影響。因此，耐火材料的礦物組成也是決定其性質的主要因素。
