贝壳通常利用7种基本结构形成贝壳,其中交联薄层、珍珠层和棱柱层结构是最常见的形式。尽管结构不同,但这些层主要由多晶硅阵列构成。单一晶硅通常全部朝向至少一个方向,或者朝向三个方向。每一个结晶通常在矿物沉积前植入或者与有机质相连。珍珠层的结构和形成机制是贝类结构研究的重要方面。研究发现珍珠层有机质的不可溶部分和可溶部分共同作用,形成了100%的文石;不可溶部分(含有一定的未脱净的可溶性部分)单独作用,形成文石和方解石混合物;可溶部分单独作用,只形成了方解石。研究认为在贝壳形成过程中,CaCO3晶型的形成是由贝壳有机质的可溶部分和不可溶部分共同作用。贝壳中每种基质蛋白的特性表明有机质和碳酸钙之间的关系复杂多变作为天然复合材料,贝壳的结构研究受到广泛关注,因为它们的机械强度和脆性刚度远高于任一单一物质的单纯晶体。不同种类贝壳的宏观结构和组成既具有相似性又具有特异 。