粘土巖是一種主要由粒徑＜0.0039mm的細顆粒物質組成的并含有大量粘土礦物的沉積巖。疏松未固結者稱為粘土，固結成巖者稱為泥巖和頁巖。大多數(shù)粘土巖是母巖風化產物中的細碎屑物質呈懸浮狀態(tài)被搬運到沉積場所，以機械方式沉積而成的。部分粘土巖是鋁硅酸鹽礦物分解的產物在原地堆積而成或在水盆地中通過膠體凝聚作用形成的，成分較純，常常具有一定的工業(yè)價值。粘土礦物是粘土巖中最主要的礦物成分。粘土礦物很細小，它們的結晶大小一般不超過1—2微米。粘土礦物種類繁多，粘土巖中分布最廣的是高嶺石、水云母、蒙脫石、綠泥石、凹凸棒石等。

　　粘土巖的化學成分取決于它的礦物成分和粘土礦物中吸附離子的成分。其主要化學組分是SiO2、Al2O3及鐵的氧化物等。粘土巖的顏色取決于粘土礦物的成分、雜質礦物的成分、有機質及所含色素的顏色。單一成分的高嶺石粘土、水云母粘土等，常呈白色、淺灰色，淺黃色等；某些粘土巖中含細分散狀的鐵的氧化物和氫氧化物，則呈紅色、紫色、棕色、黃色或玫瑰色等；含錳的氧化物時則呈褐色或黑色；含分散狀有機質和硫化鐵時呈灰色或黑色；若粘土巖中含有較多的海綠石、綠泥石、孔雀石、藍銅礦時，則呈綠色或藍色。

　　粘土巖是分布最廣的沉積巖，約占沉積巖總量的60—70%。粘土巖具有獨特的物理性質，如可塑性、耐火性、燒結性、膨脹性、吸附性等等，因而在工農業(yè)方面有著廣泛的用途。近年來，在黑色頁巖和碳質頁巖中還發(fā)現(xiàn)含有稀有元素和稀土元素，構成具有工業(yè)價值的礦床。粘土巖是重要的生油巖和油氣藏的蓋層，研究粘土巖具有重要的經濟意義。