Zur Bestimmung der mineralogischen Zusammensetzung wird in erster Linie die Röntgendiffraktometrie eingesetzt.

Die Röntgendiffraktometrie ist ein geeignetes Verfahren, um einen ersten und schnellen Überblick über die am Aufbau der Materialproben beteiligten Mineralphasen zu erhalten.

Grundlegendes Prinzip ist die Tatsache, dass kristalline  Substanzen eine charakteristische Atomanordnung im Gitter besitzen, durch die Röntgenstrahlen in ebenso charakteristischer Weise gebeugt werden. Das Verfahren wird daher auch als Röntgenbeugung bezeichnet. Die Röntgendiagramme liefern Interferenzmaxima (Reflexe), aus deren Lage der Beugungswinkel und mit Hilfe der Braggschen Gleichung der zugehörige d-Wert (Netzebenenabstand) bestimmt werden kann. Aus der Reflexhöhe lässt sich die relative Intensität der abgebeugten Strahlung ermitteln.  Da jede kristalline Substanz ein charakteristisches Röntgendiffraktometerdiagramm besitzt, können mit Hilfe solcher XRD-Aufnahmen unbekannte kristalline Phasen identifiziert werden. Bei der Röntgendiffraktometrie können allerdings meistens nicht mehr als qualitative Aussagen gewonnen werden, da die anteilige Menge der einzelnen Mineralphasen häufig nicht linear mit den gemessenen Interferenzintensitäten korreliert und darüber hinaus bei der Präparatherstellung Textureffekte auftreten, die sich in den Diffraktometer-Aufnahmen stark widerspiegeln; außerdem haben  die Korngrößen und  die Kristallinität der Substanzen einen erheblichen Einfluss auf die Reproduzier-barkeit der Ergebnisse.

Zur Ergänzung der röntgendiffraktomertrischen Untersuchungsergebnisse ist es sinnvoll, als ein ergänzendes Verfahren, die IR-Spektroskopie heranzuziehen.

Die IR-Spektroskopie (FTIR, Fourier Transform Infrared) ist ein physikalisches Verfahren, das auf den Wechselwirkungen von Infrarotstrahlung mit Materie beruht.   Bei Kristallen spielen die dem Molekülkomplex eigenen, die sogenannten „inneren Schwingungen“ eine große Rolle. Durch die Aufnahme diskreter Energiebeträge aus der kontinuierlichen Infrarotstrahlung zeigen die einzelnen komplexen Molekülgruppen im Infraroten ein jeweils nur für sie charakteristisches Schwingungsspektrum, wodurch eine qualitative Unterscheidung von Mineralen ermöglicht wird. Die inneren Schwingungen von Kristallen sind somit ein Fingerabdruck der jeweiligen Gitterverhältnisse und damit der verlässlichste Identitätsbeweis einer Substanz. Da die Menge der absorbierten Energie von der Zahl der Moleküle im Infrarotstrahl abhängt, liefert die IR-(FTIR-) Spektroskopie auch quantitative Informationen.