矿石的物质组成研究包括：矿石的化学成分和矿物组成两部分。查明矿石的物质组成特点，能够确定可供选矿回收和综合利用的有用元素或有用矿物的种类和数量，以及伴生有害组分的种类和数量。

（1）矿石的化学成分

①光谱分析　光谱分析能迅速而全面地查明矿石中所含元素的种类及其大致含量范围（定性、半定量），不至于遗漏某些稀有、稀散和微量元素，因而常用此法对原矿或产品进行普查，查明了含有哪一些元素之后，再去进行定量的化学分析。这对于选冶过程考虑综合回收及正确评价矿石质量是非常重要的。

②化学全分析和化学多元素分析　化学分析方法能准确地定量分析矿石中各种元素的含量，据此确定哪几种元素在选矿工艺中必须考虑回收，哪几种元素为有害杂质需将其分离。化学分析是为了了解矿石中所含全部物质成分的含量，凡经过光谱分析查出的元素，除痕迹外，其他所有元素都作为化学分析的项分析之总和应该接近100％。

化学多元素分析是对矿石中所含多个重要和较重要的元素的定量化学分析，不仅包括有益和有害元素，还包括造渣元素。如单一铁矿石可分析全铁、可溶铁、氧化亚铁、S、P、Mn、SiO ₂ 、Al ₂ O ₃ 、CaO、MgO等。

（2）矿石的矿物组成　光谱分析和化学分析只能查明矿石中所含元素的种类和含量。矿物分析则可进一步查明矿石中各种元素呈何种矿物存在，以及各种矿物的含量。其研究方法通常为化学物相分析、光学显微镜鉴定和仪器分析等。

①化学物相分析　物相分析的原理是：矿石中的各种矿物在各种溶剂中的溶解度和溶解速度不同，采用不同浓度的各种溶剂在不同条件下处理所分析的矿样，即可使矿石中种种矿物分离，从而可测出试样中某种元素呈何种矿物存在和含量多少。

②显微镜分析　显微镜分析利用不同矿物在显微镜下的光学性质的差异来鉴定不同矿物种类，根据矿物颗粒在显微镜视域内所占面积来测定矿物含量。常用的显微镜有实体显微镜（双目显微镜）、偏光显微镜和反光显微镜等。

③仪器分析　对于矿石中元素的赋存状态比较复杂的情况，需要进行深入的查定工作，采用某些特殊的或新的方法，如热分析、X射线衍射分析、电子显微镜、极谱、电渗析、激光显微光谱仪、离子探针、电子探针、红外光谱等。

④矿物组成的定量分析　矿石中矿物定量测定的方法很多。从当前各种方法的应用情况来看，矿物定量的基本方法主要包括：分离矿物定量法，重液分离、重选分离、磁电分离、选择性溶解等；显微镜下定量法，线测法、面测法、点测法；特征元素化学分析定量法，根据化学全分析及不同矿物特征元素的含量不同计算各种矿物含量；仪器分析定量法，X射线衍射、IPS、QEM、SEM、MLA等。

矿石中组成矿物的定量是工艺矿物学研究的一项基础工作，对选矿工艺流程的开发和选择以及选矿生产流程的评价均具有重要意义。