ลักษณะทางกายภาพของแร่มีหลายประการด้วยกัน เช่น สี ความหนาแน่น ผลึก ความวาว ความแข็งซึ่งสามารถเทียบกันได้ โดยใช้มาตรฐานความแข็งของโมส์ ลักษณะต่างๆ เหล่านี้ทำให้แร่แต่ละชนิดมีความแตกต่างกัน​

แร่ คือ ธาตุหรือสารประกอบอนินทรีย์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีโครงสร้างภายในเป็นระเบียบ มีสูตรเคมีที่แน่นอนหรือเปลี่ยนแปลงได้ในวงจำกัด มีสถานะเป็นของแข็ง พบบนเปลือกโลกทั้งบนพื้นทวีป และพื้นมหาสมุทร แร่บางชนิดประกอบด้วยธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป แร่ชนิดเดียวกันอาจมีหลายสี 

แร่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจมากน้อยต่างกัน ขึ้นกับความต้องการและปริมาณของแร่ชนิดนั้นๆ แร่แต่ละชนิดมีลักษณะ และสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน ดังนี้

1. สี สามารถสังเกตสีของแร่ได้จากผิวหน้าของแร่ที่ยังสดอยู่ หรือเมื่อแร่แตกเป็นชิ้นย่อย แร่ส่วนมากเมื่อดูด้วยตาเปล่ามักมีหลายสี เนื่องจากแร่แต่ละชนิดมีส่วนประกอบต่างกัน

2. สีผงละเอียด เป็นสมบัติเฉพาะตัวของแร่ แร่แต่ละชนิดมีสีผงละเอียดแตกต่างกัน สีผงละเอียดของแร่มักต่างจากสีของแร่ เช่น แร่ฮีมาไทต์ สีผงละเอียดเป็นสีเลือดหมู หรือน้ำตาลแดง แร่แคสสิเทอไรต์ สีผงละเอียดเป็นสีขาว หรือสีเนื้ออ่อน

3. ความแข็ง การทดสอบความแข็งของก้อนแร่ ทำได้โดยขูดก้อนแร่ด้วยของแข็งที่รู้ความแข็งแล้วสังเกตรอยที่เกิดขึ้น เปรียบเทียบกับมาตรฐานความแข็งของโมส์ แร่ที่แข็งกว่าจะทำให้เกิดรอยขูดบนผิวแร่ที่อ่อนกว่าเสมอ

4. ผลึก แร่แต่ละชนิดมีผลึกรูปร่างจำเพาะซึ่งแตกต่างกับแร่ชนิดอื่น จึงใช้รูปร่างของผลึกเป็นตัวแยกชนิดของแร่

5. ความวาว แร่มีการสะท้อนแสงและหักเหแสง เกิดความวาวหลายลักษณะ เช่น วาวแบบโลหะ เช่น ทองคำ เงิน ตะกั่ว วาวแบบกึ่งโลหะ เช่น แร่ไซโลมีเลน วาวแบบเพชร เช่น แร่แคสสิเทอไรต์ วาวแบบแก้ว เช่น แร่ควอร์ต วาวแบบใยไหม เช่น แร่ยิปซัม วาวแบบมุก เช่น แร่ไมกา วาวแบบดิน เช่น แร่ดินขาว เป็นต้น

6. ความหนาแน่น สามารถหาได้จากอัตราส่วนของมวล (กรัม) ต่อปริมาตรของแร่นั้นๆ (ลูกบาศก์เซนติเมตร)