粉煤灰是燃煤后殘留的礦物質，其主要化學成分包括二氧化硅(SiO?)、氧化鋁(Al?O?)、氧化鐵(Fe?O?)和氧化鈣(CaO)等。二氧化硅和氧化鋁占主導，源自煤中黏土礦物的高溫分解;氧化鐵來自黃鐵礦等含鐵礦物的氧化;氧化鈣則由煤中的碳酸鹽礦物煅燒后形成。

　　此外，粉煤灰中還含有少量的氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀和三氧化硫等成分，以及銻、砷、硼等重金屬元素和鐳、釷、鈾等放射性元素。

　　粉煤灰對混凝土性能有多方面影響。在改善施工性能方面，粉煤灰顆粒多為球形，表面光滑，能起到滾珠軸承的作用，減少顆粒間摩擦，顯著提高新拌混凝土的流動性，降低泌水性，使混凝土更易于施工操作，尤其適用于泵送混凝土等對流動性要求高的工程。

　　在提升力學性能方面，雖然粉煤灰早期活性較低，但在水泥水化過程中，它能與水泥水化產生的氫氧化鈣發生二次反應，生成具有膠凝性的水化硅酸鈣等物質，在一定程度上提高混凝土的早期強度，且隨著時間推移，火山灰反應不斷進行，能大幅提高混凝土的后期強度。

　　在增強耐久性方面，粉煤灰能填充混凝土內部的孔隙，細化孔徑，使混凝土的孔隙結構更加均勻、致密，有效提高混凝土的抗滲性能，阻止外界水分和有害介質的侵入，還能降低水化熱，減少溫度裂縫的產生風險，提高混凝土的抗裂性能，同時增強抗化學侵蝕性，提高混凝土抵抗硫酸鹽侵蝕、酸侵蝕等化學侵蝕的能力。