粘土耐火砖是由粘土矿物组成的。耐火粘土一般可分为硬粘土和软粘土。在耐火材料的制造过程中，前者大多用作煅烧后的熟料；后者加水后塑性好，易于烧结，常用作粘结剂。粘土耐火砖含量一般大于40%，Fe2O3含量小于2.0-2.5%。65-85%为中熟料，35-15%为粘结粘土。将粉碎的粘性粘土与细磨的熟料混合研磨，然后与颗粒状熟料混合形成半干浆。它是在高压下形成的，在1400°C左右烧制，性能良好。粘土砖在高温下表现出弱酸性，对碱渣侵蚀的抵抗力略差，但随着Al2O3含量的增加而增加。热稳定性优于硅砖和镁砖（见镁砖）。
粘土耐火砖分为轻质粘土砖和重型粘土砖。重粘土砖采用先进技术制造，具有强度高、热稳定性好、降低炉墙热容量、提高窑炉热效率等优点。它们与高铝砖的区别在于成分的比例。粘土砖中的氧化铝含量在48%到55%之间，它们是用优质的铝土矿和添加剂烧制的。由于高铝砖的价格比粘土砖高，对于一些可以满足粘土砖要求的部分，使用高铝砖并不好。实际上，粘土砖也是低含量的高铝砖。
粘土耐火砖的基本特性由其化学成分决定。因此，构件是耐火砖特性的基础。耐火砖的性能是其组成矿物和微观结构的综合反映。矿物成分取决于其化学成分和技术条件。耐火砖的成分相同，但加工条件不同，导致形成的矿物相的类型、数量和结晶状态不同，耐火砖的性能也不同。
粘土耐火砖的耐火性与硅砖相当，可达1690-1730℃，但荷载软化温度比硅砖低200℃以上。因为粘土砖不仅含有耐火性高的莫来石晶体，而且含有近一半的低熔点非晶玻璃相。在0-1000℃的温度范围内，粘土砖的体积随着温度的升高而均匀膨胀。线膨胀曲线类似于直线，线膨胀率为0.6%~0.7%，仅为硅砖的一半左右。当温度达到1200℃时，其体积将从膨胀开始收缩。粘土砖的残余收缩导致其熔化。
