מינרלים של קאוליניט מורכבים מקאוליניט, דיקיט, פרלייט, הלואיסיט ומינרלים אחרים של אשכול קאוליניט, כאשר קאוליניט הוא המרכיב המינרל העיקרי.
הנוסחה הכימית הגבישית של קאוליניט היא 2SiO2·Al2O3·2H2O, וההרכב הכימי התיאורטי שלו הוא 46.54% SiO2, 39.5% Al2O3 ו-13.96% H2O. מינרלים קאוליניט שייכים לסיליקט שכבות מסוג 1:1. הגבישים מורכבים בעיקר מסיליקון-תטרהדרת חמצן ואוקטהדרת חמצן מאלומיניום-. טטרהדרת החמצן-הסיליקון מחוברת לאורך הכיוון הדו-מימדי על ידי שיתוף קודקודים ליצירת שכבת רשת משושה. הקודקודים הלא משותפים של טטרהדרת החמצן הסיליקון- פונים כולם לצד אחד. קודקודי טטרהדרת החמצן-הצורן המשותפים ל--אוקטהדרת החמצן של הסיליקון יוצרים שכבת יחידה מסוג 1:1.