Bentonit adalah batuan lempung, juga dikenal sebagai batuan lempung montmorillonit, sering kali mengandung sejumlah kecil ilit, kaolinit, haloisit, klorit, zeolit, kuarsa, feldspar, kalsit, dll. Umumnya berwarna putih atau kuning pucat, namun warnanya bervariasi (abu-abu muda, hijau muda, merah jambu, merah-kecoklatan, merah bata,-hitam keabu-abuan, dll.) bergantung pada kandungan besinya. Ia memiliki kilau seperti lilin, bersahaja, atau berminyak. Beberapa bentonit berbentuk gembur seperti tanah, sementara yang lain padat dan keras. Komponen kimia utamanya adalah silikon dioksida, aluminium oksida, dan air, dan juga mengandung unsur-unsur seperti besi, magnesium, kalsium, natrium, dan kalium. Kandungan Na₂O dan CaO mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap sifat fisikokimia dan kinerja pengolahan bentonit. Mineral montmorillonit termasuk dalam sistem kristal monoklinik, biasanya berbentuk massa tanah, berwarna putih, terkadang dengan warna merah muda, hijau muda, atau kuning pucat. Ia memiliki kilau yang kusam. Kekerasannya 1–2, dan kepadatannya 2–3 g/cm³. Berdasarkan jenis, kandungan, dan muatan antarlapisan kation yang dapat ditukar dalam montmorillonit, bentonit dapat diklasifikasikan menjadi bentonit berbahan dasar natrium (tanah liat basa), bentonit berbahan dasar kalsium (tanah liat basa), dan tanah liat pemutihan alami (tanah liat asam atau tanah liat putih asam). Bentonit berbahan dasar kalsium mencakup bentonit berbahan dasar kalsium-natrium-dan bentonit berbahan dasar kalsium-magnesium-. Bentonit memiliki sifat higroskopisitas dan pembengkakan yang kuat, mampu menyerap 8 hingga 15 kali volume airnya sendiri, dengan pemuaian volume beberapa hingga 30 kali lipat. Dalam media berair, ia dapat terdispersi menjadi bentuk-seperti gel dan-suspensi, dan larutan media ini memiliki viskositas, tiksotropi, dan pelumasan tertentu. Ia memiliki kapasitas tukar kation yang kuat dan kapasitas adsorpsi tertentu untuk berbagai gas, cairan, dan zat organik, dengan kapasitas adsorpsi maksimum hingga 5 kali beratnya sendiri. Campurannya dengan air, lumpur, atau pasir halus menunjukkan sifat plastisitas dan pengikatan. Permukaan-tanah liat pemutihan asam aktif (tanah liat putih aktif, tanah liat pemutihan alami-tanah liat putih asam) dapat menyerap ion berwarna.