Når vi siger, at et mineral har en bestemt kemisk sammensætning, betyder det, at mineralet er opbygget af et bestemt sæt af grundstoffer i faste proportioner. Den kemiske sammensætning af et mineral bestemmes af dets atomare struktur og binding. De grundstoffer, der udgør et mineral, er til stede i et bestemt forhold, og dette forhold er karakteristisk for det pågældende mineral. For eksempel er mineralet halit (NaCl) altid sammensat af et atom natrium og et atom chlor. Den kemiske sammensætning af et mineral kan udtrykkes ved hjælp af en kemisk formel, som viser proportionerne af de forskellige tilstedeværende grundstoffer. For eksempel er den kemiske formel for halit NaCl. Den bestemte kemiske sammensætning af mineraler er en af de nøgleegenskaber, der bruges til at identificere og klassificere dem.