化学成分为UO2·UO3·ThO2、呈黑色土状的天然物质。晶质或非晶质。晶质铀黑的晶体结构与晶质铀矿的相同。铀黑的化学组成也与晶质铀矿基本相同，但UO₃:UO₂的比值高于晶质铀矿，并含较多的杂质混入物。一般认为铀黑是晶质铀矿中富含六价铀的土状变种。随着氧化程度的不同，其化学组成会在一定範围内变化：UO₃>9.8%～40.4%；UO₂微量～11.7%；ThO₂<3%(若由晶质铀矿氧化生成的铀黑，ThO₂3%～8%)。

铀黑

通常呈粉末状、土状块集合体。黑、灰、浅棕等色，光泽暗淡。摩氏硬度1～4，比重2.8～4.8，硬度和比重都随成分中UO₃:UO₂比值的增大而减小。

根据其形成方式不同，铀黑可分为残余铀黑和再生铀黑。

残余铀黑是由晶质铀矿、沥青铀矿经不充分氧化而成的残留产物，可保持原来的矿物形态，产于原生铀矿床的氧化带和胶结带中。常呈沥青铀矿和晶质铀矿的假象出现，在不同成分的矿床中分别于硫酸盐类、铀醯砷酸盐类、铀醯钒酸盐类、铜铀云母、铁铀云母、硅钙铀矿以及β硅钙铀矿等共生

再生铀黑是由氧化带下渗溶液中的六价铀在胶结带内部分还原，并沉澱而成，一般多为非晶质，在电子显微镜下显球粒状。主要与胶黄铁矿、有机质等共生。