סיבי בזלת מורכבים בעיקר מטטרהדרת סיליקון-חמצן וטטרהדרה מאלומיניום-חמצן המחוברות על ידי שיתוף חלקי פינות חמצן ליצירת מבנה ליניארי רציף.
סיבי בזלת אינם דליקים, הם יציבים מאוד מבחינה כימית ובעלי עמידות טובה בפני בליה, בסיסיות וחומצה. בהתאם ליציבות התרמית של הרכב חומר הגלם ולנוכחות של מספר רב של מיקרו-נקבים המונעות הסעת אוויר וקרינה תרמית, זו סיבה לשקול שימוש בבדי סיבי בזלת ביישומי בידוד תרמי והגנה מפני אש פסיבית.
הגורם העיקרי הקובע את היציבות התרמו-תרמית של סיבי בזלת הוא התנהגות ההתגבשות שלהם. יכולת ההתגבשות תלויה בעיקר בהרכב הכימי של הסיב וכן בתנאי הטיפול בחום. בפרט, בשל התכולה הגבוהה של תחמוצות ברזל, התגבשות בסיבי בזלת מתחילה בחמצון של קטיונים ברזליים והיווצרות שלבים מבניים ספינל על פני הסיבים: כלומר, קטיונים דו ערכיים מתפזרים מבפנים אל פני השטח, שם הם יוצרים שכבות ננו-גבישיות CaO, MgO, (Mg, Fe)3O4 עם חמצן הסביבה.
החוזק המכני של סיבי בזלת נחשב כקשור הדוק לנוכחות של הטרוגניות פני השטח כגון פגמים פני השטח, פגמים מבניים וזיהומים. מאפיין נוסף של סיבי בזלת הוא שהם בעלי תאימות טובה לחומרי מטריקס, וישנם כמה מחקרים המתמקדים בטיפול פני השטח של סיבים אלו כדי לשנות את מורפולוגיה של פני השטח שלהם ולשפר את יכולת ההרטבה שלהם עם חומרים מטריקסים.
