与烧结矿比较，球团矿的矿物组成比较简单。因为球团矿的原料含铁品位高。杂质少。球团矿的配料也较简单，几乎为单一的铁精矿粉，只配进极少量添加剂。仅在生产自熔性球团矿时，才配加熔剂。此外焙烧工艺也较简单，一般为高温氧化过程。
酸性球团矿的矿物成分中，95%以上为赤铁矿。在氧化气氛中石英与赤铁矿不进行反应，所以可见到独立的石英颗粒。赤铁矿经过再结晶和晶粒长大连成一片。少量添加剂-皂土已经熔融，粘附在赤铁矿晶粒表面，只有放大显微倍率，才能偶尔发现尚未全熔的大颗粒皂土，由于球团矿的固结，以赤铁矿单一相固相反应为主，液相数量极少。它的气孔呈不规则形状，多连通气孔，全气孔率与开口气孔率的判别不大。这种结构的球团矿，具有相当高的抗压强度和良好的低温、中温还原性。目前世界上大多数球团矿属于这一类。
用磁铁矿精矿生产球团矿，如果氧化不充分，其显微结构将内外不一致，沿半径方向可分三个区域：
表层氧化充分，和一般酸性球团矿一样。赤铁矿经过再结晶和晶粒长大，连接成片。少量未熔化的脉石，以及少量熔化了的硅酸盐矿物，夹在赤铁矿晶粒之间。
中间过渡带的主要矿物仍为赤铁矿。赤铁矿连晶之间，被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液相充填，在这个区域里仍有未被氧化的磁铁矿。
中心磁铁矿带，未被氧化的磁铁矿在高温下重结晶，并被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液相粘结，气孔多为圆形大气孔。
具有这样显微结构的球团矿，一般抗压强度低。因为中心液相较多，冷凝时体积缩小，形成同心裂纹，使球团矿具有双层结构。即以赤铁矿为主的多孔外壳，以及以磁铁矿和硅酸盐液相为主的坚实核心，中间被裂缝隔开。因此用磁铁矿生产球团矿时，务必使它充分氧化。
对于自熔性球团矿，正常情况下，主要矿物是赤铁矿。铁酸钙的数量，随碱度不同而异，此外还有少量硅酸钙。含MgO较高的球团矿中，还有铁酸镁，由于FeO可置换MgO,实际上为镁铁矿，可以写成(Mg,Fe)O•Fe2O3.
自熔性球团矿的显微结构，当焙烧温度较低，在高温下停留时间较短时，可以看到赤铁矿的连晶，以及局部地区由固体扩散而生成的铁酸钙。当焙烧温度较高及在高温下停留时间较长时，则形成赤铁矿和铁酸钙的交织结构。由于铁酸钙系统在焙烧温度下，可以成为液相，故气孔呈圆形。
实验证明，当有硅酸盐同时存在的情况下，铁酸盐只有在较低温度下才能稳定。1200℃时，铁酸盐在相应的硅酸盐中固溶，超过1250℃，铁酸盐在熔体中已难发现，球团矿的粘结相中出现了玻璃质硅酸盐。
用磁铁矿生产自熔性球团矿，若氧化不充分，沿球团矿半径方向，也会出现明显的层状结构。,
外层的矿物组成及其结构，与一般自熔性球团矿相似，以赤铁矿和铁酸钙为主，甚至还有少量未参与反应的硅酸盐脉石矿物。
中间过渡带中，有赤铁矿、也有未被氧化的磁铁矿，并且出现大量的玻璃质硅酸盐液相。
在球团矿的中心区域，未被氧化的磁铁矿为硅酸盐玻璃相粘结，在高温下发生再结晶。
自熔性球团矿与酸性球团矿相比，其矿物组成比较复杂。除赤铁矿为主外，还有铁酸钙、硅酸钙、钙铁橄榄石等。焙烧过程中产生的液相较多，故气孔呈圆形大气孔，其平均抗压强度较酸性球团矿低。,
综上分析，可以看出，影响球团矿的矿物组成和显微结构的因素有二：一为原料的类别和组成，二为焙烧工艺条件，主要是温度、气氛以及在高温下保持的时间。球团矿的矿物组成和显微结构，对其冶金性质影响极大。
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