石灰石的主要成分是CaCO3，它以方解石和文石兩種礦物存在于自然界。方解石屬三方晶系，六角形晶體，純凈的方解石無色透明，一般為白色，含有56%CaO，44%CO2，密度為2.715g/cm3，莫氏硬度為3，性質較脆。文石屬于斜方品系，菱形晶體，呈灰色或白色，密度為2.94g/cm3，莫氏硬度為3.5-4，性質致密。

    石灰石的物理性質中方解石的結晶大小是十分重要的。致密石灰石呈現出低氣孔率的細粒晶體組織結構具有很高的強度。石灰石的密度約為2.65~2.80g/cm3，白云石質石灰石為2.70-2.90g/cm3，白云石為2.85-2.95g/cm3。體積密度取決于氣孔率。

    石灰石的熱膨脹：有資料顯示，石灰石在800℃以下的范圍內，微晶體石灰石的平均熱膨脹系數為(4.5~5.0)*10^(-6)/℃，而粗晶體則增加到10.1*10^(-6)/℃。石灰石的加熱實驗在石灰生產中有很重要的愈義。在石灰石的分解點以下的800℃時石灰石結晶體內產生膨脹，在高度結晶化的石灰石中會形成裂紋，而那些晶體更大的通過加熱會由破裂而成粉末，對于結晶發育很好、含有許多致密方解石的石灰石粉化較嚴重。