Als we zeggen dat een mineraal een bepaalde chemische samenstelling heeft, betekent dit dat het mineraal bestaat uit een specifieke reeks elementen in vaste verhoudingen. De chemische samenstelling van een mineraal wordt bepaald door de atomaire structuur en binding ervan. De elementen waaruit een mineraal bestaat, zijn in een specifieke verhouding aanwezig, en deze verhouding is kenmerkend voor dat specifieke mineraal. Het mineraal haliet (NaCl) bestaat bijvoorbeeld altijd uit één natriumatoom en één chlooratoom. De chemische samenstelling van een mineraal kan worden uitgedrukt met behulp van een chemische formule, die de verhoudingen van de verschillende aanwezige elementen weergeeft. De chemische formule voor haliet is bijvoorbeeld NaCl. De definitieve chemische samenstelling van mineralen is een van de belangrijkste eigenschappen die worden gebruikt om ze te identificeren en te classificeren.