括六个组成单元。在刚玉的晶格中，氧原子形成略微扭曲的六方紧密堆积结构，其中三分之二的八面体空隙填充有铝离子。刚玉具有较高的硬度（摩氏硬度=9），以刚玉为主含有杂质较多的棕刚玉的摩氏硬度也可以达到8，都可以用来研磨大部分矿物。加之刚玉和金刚砂具有相对比钻石更低廉的价格，因此被广泛用于砂纸和各种研磨设备上，对金属、塑料和木材进行加工。除去高硬度之外，刚玉的密度为4.02 g/cm3，这在由低相对分子质量元素例如铝和氧组成的矿物中是十分高的。