玄武巖是洋殼的主要組成，屬基性火山巖。是地球洋殼和月球月海的最主要組成物質，也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質。玄武巖的主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂，其中二氧化硅含量最多。
玄武巖其化學成分與輝長巖或輝綠巖相似，SiO2含量變化於45%-52%之間，K2O+Na2O含量較侵入巖略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量較侵入巖略低。礦物成份主要由基性長石和輝石組成，次要礦物有橄欖石，角閃石及黑雲母等，巖石均為暗色，一般為黑色，有時呈灰綠以及暗紫色等。呈斑狀結構。氣孔構造和杏仁構造普遍。
玄武巖的顏色，常見的多為黑色、黑褐或暗綠色；在騰衝火山羣附近的玄武巖多為青灰色，也有暗紅色、橙色、黃色的。因其質地緻密，它的比重比一般花崗巖、石灰巖、沙巖、頁巖都重。但也有的玄武巖由於氣孔特別多，重量便減輕，甚至在水中可以浮起來。因此，把這種多孔體輕的玄武巖，叫做浮石，在雲南騰衝馬站火山羣腳下附近的村寨裏，人們把這些多孔體輕的玄武巖叫做泡石。
玄武巖結晶程度和晶粒的大小，主要取決於巖漿冷卻速度。緩慢冷卻（如每天降温幾度）可生成幾毫米大小、等大的晶體；迅速冷卻（如每分鐘降温100℃)，則可生成細小的針狀、板狀晶體或非晶質玻璃。因此，在地表條件下，玄武巖通常呈細粒至隱晶質或玻璃質結構，少數為中粒結構。常含橄欖石、輝石和斜長石斑晶，構成斑狀結構。
