黑雲母的化學成分非常複雜，主要由以下元素和化合物組成：
二氧化矽(SiO2)。約占總成分的38.7%至45.02%。
氧化鎂(MgO)。約占總成分的16.88%至29.4%。
氧化鋁(Al2O3)。約占總成分的10.46%至17%。
氧化鉀(K2O)。約占總成分的7%至10.3%。
氫氧化物和氟化物。提供了一定的水分和氟化物。
此外，黑雲母的化學成分中還含有少量的鐵(Fe)、鈦(Ti)、錳(Mn)、鈉(Na)和氟(F)。黑雲母的化學組成因其形成的岩石類型不同而有所差異。例如，在酸性和鹼性岩漿岩中，黑雲母的FeO含量較高，而MgO含量較低；相反，在基性和超基性岩中，MgO含量較高，FeO含量較低。在鹼性偉晶岩中，黑雲母的Fe2O3含量相對較高。由於類質同象替代的廣泛存在，不同岩石中產出的黑雲母化學組成成分差異很大。