线光谱显示出水合的材料无所不在，表明其内部存在大量的水。表面可能的其它成分包括富铁黏土矿物（黑铁蛇纹石）和碳酸盐矿物（白云石和菱铁矿），都是碳质球粒陨石中常见的矿物。碳酸盐岩和黏土矿物的光谱特征通常在其它C型小行星中是所欠缺的。有时，谷神星会被归类为G-型小行星一类。谷神星的表面是相对温暖的。在1991年5月5日测定其日下点的最高温度大约是235K（大约是− 38 ° C 或− 36 ° F）。在这样的温度下，冰是不稳定的。在表面的冰昇华后所留下的材料，可以解释谷神星何以会比外太阳系其它的冰卫星黑暗。