耐火原料的化學礦物組成決定了其物理性質。物理性質對合理選擇和利用耐火原料，並探討與耐火原料性能之間的關係十分有用，有些物理性質表徵了原料的宏觀性能；而有些物理性質則反映了耐火原料的組織結構特徵，如體積密度，氣孔率等。
一、氣孔率
氣孔率與體積密度、真密度等都是評價耐火原料的祖要質裡指標。氣孔率與體積密度關係密切，它除反映耐火材料的燒結程度外，還與原料的其它性能如機械強度、熱膨脹、抗渣性及導熱性有一定關係。
耐火原料中的氣孔可分為兩大類，即開口氣孔與閉口氣孔。開口氣孔至少有一端與外界相通，而閉口氣孔則封閉於原料之中，與外界不連通通常認為附火原料中的氣孔中只有貫通氣孔對耐火材料的耐侵蝕性影響明顯，閉口氣孔影響較小。
耐火原料氣孔率的測定通常借鑑緻密定形耐火製品的試驗方法，取樣方法為從大塊耐火原料燒結體中切割。氣孔率又可分為顯氣孔率、閉口氣孔率與真氣孔率。
二、吸水率
吸水率進原料中所有開口氣孔所吸收的水的質量與其乾燥材料的質量之比值，用下述公式計算：
吸水率測定方法簡便，在生產實際中常用來鑑定耐火原料的質量。原料燒結程度愈好其吸水率愈低。
三、體積密度
體積密度係指材料的質量與其總體積之比，用g/cm3表示，總體積包括固體材料、開口氣孔及閉口氣孔的體積總和。體積密度有時也稱作容積重量和容重，計算公式如下：
體積密度直觀地反映出了耐火原料的緻密程度，是耐火原料的重要質量指標。常用耐火原料的體枳密度要求如表1所列.
四、真密度
真密度是指乾燥材料的成量與其真體積之比，K體積系僅指固體材料的體積，不包括氣孔的體積。其測定時的計算公式如下：
在耐火原料的性能中有時用真比重，它是指真密度與4℃水的密度之比。由於4℃水的密度為0.99973g/cm3，因而真密度和真比重的數值可視為相同，只是前者的單位為g/cm3而後者無量綱。
真密度數據對耐火原料質量的評價有特殊意義。各種礦物的真密度是特定的，當己知原料的化學組成時，可以根據真密度指標判斷某種礦物相的純度或者晶型轉變的程度比例等，從而推斷原料的煅燒情況及今後使用中可能產生的變化，煅燒氧化鋁的真密度與其α-氧化鋁的含量列於表2中.
表1耐火原料的體積密度要求
表2 煅燒氧化鋁的真密度
五、硬度
硬度是指當礦物原料受到刻畫、壓入和研磨等作用時，所表現出來的機械強度。根據外力作用方式的不同，可將硬度分為刻畫硬度、壓入硬度及研磨硬度等。通常所說的莫氏硬度是一種刻畫硬度，它以十種標準礦物的硬度等級表示硬度的相對大小，如表3所列。以兩種礦物相互刻畫比較，其中一種為己知硬度的標準礦物，就可以確定另一種礦物的相對硬度。礦物原料的硬度是礦物內部結構牢固性的一種表現，這種咋固性主要取決於化學鍵的類型和強度。共價鍵型礦物的硬度最高，離子鍵型礦物的硬度次之，分子鍵型礦物的硬度最低。但是，同種類型化學鍵其強度也不盡相同。決定化學鍵強度及影響硬度的因素主要有：原子價態和原子間距，原子的配位數，離子共價鍵狀態。
礦物原料中含有水分子，和遭受風化，有裂隙，具脆性，含雜質及粉末狀、土狀等疏鬆集合體均使硬度降低。不同礦物原料的硬度不同，即使同一種礦物，其不同晶體方向上硬度也不盡相同，例如，藍晶石礦物，在(100)晶面上，沿品體延長力向上的硬度為45，而垂直延長方向的硬度為6.5。
耐火原料的硬度與耐火材料生產的關係密切。原料硬度大，就難破碎，耗能也大，破粉碎設備效率低並容易磨損或損壞，但是，如果耐火材料主要原料的硬度大，其耐壓強度往往較高。常用的耐火原料的硬度列於表4中。
表3莫氏硬度與其它方法測得的礦物硬度值
表4常見耐火礦物原料的莫氏硬度