象牙包含無機成分和有機成物成分兩類物質。其中，無機物成分主要爲磷酸鈣和碳酸鈣，有機成分主要爲30％～35％的膠原蛋白。膠原蛋白把磷酸鈣和碳酸鈣緊密地結合在一起，組成具有特殊有機物構造的緻密而牢固的牙質。
象牙一般爲弧形，長到一定程度工始彎曲象牙的牙根爲全長的1∕3，生長在牙與頭骨相接處在象牙的橫斷面和縱斷面，有不同透明度的、具有微細紋理的、黃白相間的纖維構造，在橫斷面上呈曲線，而在縱斷面上則呈直線。
大部份非洲象牙均爲淡黃色或奶油色，隨時間推移，會由淡黃色變成薑黃色，直至變成淺棕色，如考古發現的史前猛馬象常呈藍色，偶而還有呈綠色的非洲象牙具有油脂光澤和膜狀光澤，柔和滋潤，有微透明的感覺象牙的硬度一般爲2.5～2.75，能被硬器劃痕，密度爲1.70～1.90克∕立方厘米象牙的折射率一般爲1.53～1.54，在長波紫外光照射下能發出藍色或紫色熒光，在X線照射下不發光象牙曝曬後變黃，過於乾燥易脆裂，遇酸易軟化溶解，遇火則會破裂燃燒。
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