化學成分是二氧化矽，其次是少量的氧化鐵和微量的錳、銅、鋁、鎂等元素及化合物。它們本身具有不同的色素，如赤紅者爲鐵，藍者爲銅，紫者爲錳，黃色半透明爲二氧化矽膠體石髓，翡翠色含綠色礦物等等；由於這些色素離子溶入二氧化矽熱液中的種類和含量不同，因而呈現出濃淡、深淺變化萬千的色彩，使鵝卵石呈現出黑、白、黃、紅、墨綠、青灰等色系。