磷灰石属六方晶系，其结构呈六方双锥晶型结晶，晶型常呈六方柱形或六方锥状，但多数是不太规则的结晶颗粒，结构坚固致密，不含结晶水，一般磷灰石的密度为3.18～3.41g·cm-3，天然氟磷灰石的密度为3.1~3.25g/cm3，比热容为0.832J/(g·℃)，标准生成热为6829.0kJ/mol。氟磷灰石具有玻璃光泽且有多种颜色，但以绿色为多。一般为柱状或厚板状晶体、粗粒到致密块状或瘤状。
氟磷灰石的化学式为Ca5(PO4)3F。纯的氟磷灰石含P2O542.26%、CaO55.56%、F3.77%，但由于同晶取代作用与半生杂质的影响，天然磷灰石往往比纯氟磷灰石品味低，其P2O5最高含量为40.70%，F为2.8%～3.4%。 同晶取代是指氟磷灰石Ca5(PO4)3F晶格中的一些独立离子被某些结晶化学半径相近的其它离子所取代，如Ca5(PO4)3F中的阳离子Ca2+，可部分被其它阳离子Ba2+、Mg2+等取代，阴离子F-、PO43-的一部分可能被OH-、Cl-、CO32-、SO42-、SiO42-等离子取代。
在同晶取代情况下，磷灰石矿物可以用Ca10(PO4)6R2表示，式中R代表F-、OH-、Cl-等离子。在多数情况下，天然磷灰石以氟磷灰石最多，其次为羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2，氯磷灰石则很少。和氟磷灰石半生的主要杂质矿物有霞石(Na，K)AlSiO4·nSiO2、辉石-霓石NaFe(SiO3)2、钛磁铁矿Fe3O4·FeTiO3·TiO2、钛铁矿FeTiO3、榍石CaTiSiO2·nSiO2、长石等。
氟碳灰石晶体则可作激光发射材料。磷灰石是提取
磷的原料矿物，含
稀土元素时可综合利用。氟磷灰石可作激光发射材料。由生物化学作用形成的海岛鸟粪层磷矿，主要成分为
羟磷灰石，规模也很大。磷灰石是制造磷肥和提取磷及其化合物的最主要矿物原料；含稀土元素时可综合利用；透明而色泽丽润的磷灰石晶体可作低档宝石。
氟磷灰石又是重要的化工矿物原料。部分磷矿用于制取纯磷(黄磷、赤磷)和化工原料，少量用作动物饲料。赤磷用于制造火柴和磷化物。黄磷有剧毒，可制农药，还可以制燃烧弹、曳光弹、信号弹、烟幕弹、发火剂；磷与硼、铟、镓的磷化物用于半导体工业。冶金工业中用于炼制磷青铜、含磷生铁、铸铁等。磷酸锆、磷酸钛、磷酸硅等可作涂料、颜料、粘结剂、
离子交换剂、吸附剂等。磷酸钠、
磷酸氢二钠用于净化锅炉用水。后者还可制人造丝。六聚
偏磷酸钠可作水的软化剂和金属防腐剂，
磷酸钙盐用于动物
饲料添加剂，磷的衍生物用于医药。
磷酸二氢铝胶材料耐火度高、耐冲击性好、耐腐蚀性强、电性能优越，用于尖端技术中。氟磷灰石晶体是最理想的激光发射材料，
磷酸盐玻璃激光器已得到应用。氟磷灰石也是制磷和磷肥的最主要原料。