其化学式为Ca5F(PO4)3，纯的钙氟磷灰石权含P2O542.26%、CaO55.56%、F3.77%，但由于同晶取代作用与半生杂质的影响，天然磷灰石往往比纯氟磷灰石品味低，其P2O5最高含量为40.70%，F为2.8-3.4%。 同晶取代是指氟磷灰石Ca5F(县晶虽线后突应应心PO4)3晶格中的一些独立离子被某些结晶化学半径相近的其它离子所取代，如Ca5F(PO4)3中的阳离子Ca2+，可部分被其它阳离子Ba2+、Mg2+等取代，阴离子F-、PO43-的一部分可能被OH-、CL-、CO32-来自、SO42-、SiO42-等离子取代。
在同晶取代情况下，磷灰石矿物可以用Ca10R2(PO4)6表示，式中R代表F-、OH-、CL-等离子。在多数情况下，天然磷灰石以氟磷灰石最多，其次为羟基磷灰石Ca10(HO)2(PO4)6，氯磷灰石则很少。和氟磷灰石半生的主要杂质矿物有霞石(Na，K)AlSiO4·nSiO2、辉石——霓石NaFe(SiO3)2、钛磁铁紧望敌意巴米婷光万训矿Fe3O4·FeTiO3·TiO2、钛铁矿FeTiO3、榍石CaTiSiO2·nSiO2、长石等。
