耐火纖維材料是一種具有復雜微空間結構、無規則多孔介質性材料。纖維的堆積是隨機無序的，這種無規則的幾何結構導致其物理特性的多樣性。
纖維密度
在玻璃態熔融化法生產的耐火纖維中，纖維的密度可以看作與真密度相同，對分類溫度為1260℃時，耐火纖維密度是2.5 ～ 2.6g/cm3,分類溫度為1400℃時，耐火纖維密度是2.8g/cm3。氧化鋁質的多晶纖維與真密度是不相同的，這是由于多晶纖維內部的微晶粒之間存在顯微氣孔的緣故。
纖維直徑
耐火纖維高溫熔融噴吹成型法的纖維直徑在2.5～3.5μm，高溫速甩絲法的纖維直徑在3～5μm。耐火纖維直徑并不都在這個數值范圍內，大部分纖維是在1〜8μm范圍內。耐火纖維直徑大小直接影響了耐火纖維制品的強度與熱導率，纖維直徑比較大時，做成的耐火纖維制品手感覺得發硬，但強度增大熱導率也增 大了。在耐火纖維制品中，纖維的熱導率與強度基本上是一個反比關系。氧化鋁多晶耐火纖維，平均直徑一般都在3μm,其大多數纖維的直徑也分布在1～8μm的范圍內。
纖維長度
測定耐火纖維長度的標準方法到目前為止沒有統一的規定， 就是測定纖維的平均長度也不是很精確，在測定纖維長度時，基本上抽査出比較短的纖維絲和比較長的纖維絲取其平均長度。一般來說，耐火纖維針刺毯的纖維長度在1OOmm以下，濕法成型工藝的耐火纖維氈都取在20mm以下，要求絕對準確是沒有實際意義的。