刚玉是成分为铝的氧化物(Al2O3)矿物，晶体属三方晶系，多呈腰鼓形的六方柱状，有的呈针状或板状，集合体呈块状或柱状，通常呈白、灰、黄等色。刚玉的晶体形态是晶体结构的反映，具有L33L23PC的对要素，呈现桶状、六方柱状、六方双锥，常出现平行于柱面、锥面的色环(色带)。刚玉为玻璃光泽，但因常存在依底面或菱面体面形成的聚片双晶而出现裂理。
自然界存在的刚玉属a-Al2O3，金属铝在氧气中燃烧，或将氢氧化铝灼烧至高温也能得a-Al2O3，它是氧化铝结晶形态中最稳定者，它是M2O3(M：三价的金属元素)型氧化物的代表性结构，刚玉型结构具有六方最密堆积的氧原子层，氧原子间的八面体配位的2/3空隙是由金属原子所填充，也即a-Al2O3为铝离子和氧离子形成离子结合键，铝原子受六个氧原子包围而成八面体的六配位型。其熔点2015℃，沸点2980℃，比重3.98，既不溶于水，也不溶于酸和碱，耐腐蚀和绝缘性能好，用于制造耐火材料、砂轮和绝缘材料。刚玉中因含少量杂质而显不同颜色，高温熔融得到的a-Al2O3可做人造刚玉，用于钟表和精密仪器的轴承及人造宝石。
从巩义市亚泰磨料厂实验结果中我们可以看到刚玉的线膨胀系数与温度的关系，在所测温度范围内它随着温度的升高而增大，说明刚玉材料线膨胀系数随温度变化的基本特征以及在高温下的容积有极好的稳定性。
