火山灰的主要成分包括二氧化矽（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO）以及其他雜質氧化物（R2O）。具體來說，火山灰的化學成分的波動範圍大致為：
二氧化矽（SiO2）：45～60%
氧化鋁（Al2O3）+氧化鐵（Fe2O3）：15～30%
氧化鈣（CaO）+氧化鎂（MgO）+雜質氧化物（R2O）：15%左右
燒失量：10%左右
火山灰中的活性成分主要來源於其中的活性二氧化矽和活性氧化鋁，它們對石灰的吸收能力較強。火山灰質混合材料的活性來源可以分為三類：
含水矽酸質混合材料：以無定形的SiO2為主要活性成分，含有結合水，形成SiO2·nH2O的非晶體質礦物。
鋁矽玻璃質混合材料：以SiO2為主要成分，含有一定數量的Al2O3和少量的鹼性氧化物（Na2O+K2O），由高溫熔體急速冷卻而成。
燒粘土質混合材料：活性組分主要為脫水粘土礦物，如脫水高嶺土（Al2O3·2SiO2），其化學成分以SiO2和Al2O3為主。