大理石大理石也叫变质或重新结晶的石灰石。真正的大理石是一种方解石质的变质岩石，且具有晶体结构。大理石是根据地区性石材的变质作用由石灰石衍生而来，一般含有大块的、质地粗糙的结晶体，其中方解石的成分占99%以上。结晶体用肉眼可见，尤其是在其断面上。
大多数典型的石灰石孔隙密度小于1%，大理石与之相比，密度要大的多。由于其具有晶体结构，许多大理石是半透明的，一般可视厚度超过30厘米，而非结晶状的石灰石则是不透明的。由于大理石产地及内部成分不同，天然石材的颜色各异。而在建筑业，人们谈及的大理石通常是指包括石灰石、白云石和蛇纹石在内的多种石材。美国大理石协会规定：用于商业的所有具有天然石灰质且能抛光出亮度的岩石都称为大理石，包括白云石和蛇纹石。石灰石石灰石也叫方解石、碳酸钙，其摩氏硬度值（MOH）为3。石灰石是一种含有单个方解石矿物成分的岩石，方解石成分占95%，其含有的另外少量矿物质有白云石、菱铁矿、石英、长石、云母以及能够体现石材颜色的粘土矿物质。成分纯净的石灰石是白色的。褐铁矿和菱铁矿使石灰石产生黄褐色的图案和颜色，如血红色、海绿色、亚氯酸盐绿、沥青灰直至黑色。
产自海水中的石灰石由动植物的骨骼碎片、石灰质泥的物理变化以及海水中的有机物等多种成分构成。这些有机物死后，碳酸盐在海水中被溶解，堆积在海底，逐渐形成碳酸钙及贝壳质组织。通常石灰石被切割后，会发现在石材内部存在完整无缺或被破坏了的生物化石。除非石灰石形成暗礁，一般来说，产自海中的石灰石都有层状结构。其组织结构或许致密，或许有颗粒状的孔隙。白云石白云石的主要成分为碳酸镁钙，摩氏硬度值（MOH）在3.5到4之间。白云石矿主要成分为碳酸钙和碳酸镁。这种石材在外观上看来非常接近石灰石，事实上，在发现石灰石沉积物的地区，也会经常发现白云石。大多数白云石的沉积物含有一定比例的石灰石。区别白云石的重要依据是岩石中白云石矿物质的含量不少于50%。另外，白云石是多孔性石材。因构成白云石的化学成分对酸性物质不敏感，白云石具有更佳的耐候性。
通常人们用硬度测试法和酸性测试法这两种方法来区别石灰石和白云石。摩氏硬度测试法（MOH）是一种简单的机械测试法，即用另外一种已知硬度的金属来刮擦这种石材。由此测得白云石的硬度值介于3到4之间。而酸性测试法则是将稀释后的盐酸涂布到石材表面，石灰石反应强烈，而白云石反应不太明显，表面会形成粉状物。如果以上测试效果不明显，则需要做实验室分析。若能知道石材的来源矿，则矿物质种类和成分就会一清二楚了。总的来讲，大理石、石灰石和白云石这三种石材可以作为建筑材料交替使用。但即使是属于同一类别的石材，其物理属性也各不相同。在决定哪一种石材最适合使用前，要将石材的吸收性、密度和结构上的完整性等因素全部考虑在内。可以借鉴其他建筑物的石材使用情况。比如，一座有年历史的建筑物的外墙就可以作为我们外墙工程的参考。石灰石的吸收性较强，鉴于这一特点，我们在用石灰石铺设地面等区域时，要将乱涂乱写等日后易出现的污染考虑在内。在易受环境损坏、受重压的区域要使用密度大且吸收性小的石材。从历史上的建筑物来看，白云石用作外墙表面，经受风化或侵蚀的能力比大理石和石灰石要强。因为其方解石含量少，所以对大气的污染（主要以酸为主）耐候性较强。总的来说，大理石、白云石和石灰石都属于材质较软的石材。因此在施工过程中以及日后的使用过程中都极易受到外界的污染，暴露出其耐污性差的弱点，如易受雨水、污垢等污染。较花岗石而言，这三种石材透水性高，更容易受到污染。为解决这一问题，最好的办法就是对其进行防护处理。现在国际上普遍使用的是石材专用渗透性防护剂，其防护原理是防护剂渗透到天然石材的内部，沉积于石材毛细孔内部的微小颗粒之间，或附着于石材表面下的个体矿物分子上，以此来阻止水、油和污物进入石材。渗透性防护剂可为水性和溶剂型，并且通常都含有硅、矽利康、甲基矽酸盐或其他类似的硅化合物。渗透性防护剂也可分为两类：防水型和防油型。防水型主要用来阻挡水和水剂的化学物品，像果汁饮料、咖啡、茶和苏打水等。而防油型渗透性防护剂用来阻止水和油基液体渗入石材，如食用油、油脂和其它油类。防油型的渗透性防护剂同时具有防水功能，但防水性的产品则不一定能够防止油性污染。在用渗透性防护剂作防护处理时，需要考虑的一个因素是适选用了何种石材及其铺设的位置。针对大理石、石灰石和白云石不同的性质特点，我们应根据情况采用不同的处理方法。比如说，日常使用的厨房大理石地面，选择的防护剂一定要具有防油特性。而对于繁忙的酒店大堂地面，来往行人会留下许多脚印，很容易摩擦地面，这时为了保护表面的光泽度，除了需使用渗透性防护剂处理外，必要时还需涂布一层表面型的保护剂，甚至用抛光产品进行地面的抛光。
此外，另一个需考虑的因素则是保养方式。如果白云石或大理石地面每日擦洗，受酸性化学物质腐蚀损坏的可能性就较大。如果忽略了对地面的保养，污垢就会堵塞在石材的毛细孔中。若石材本身具有很高的亮度则光泽度有可能受到磨损。这样，不管石材表面的防护处理效果多好，表面也会变脏、变暗。举例来说，较繁忙的酒店大厅地面每天都定期打扫灰尘并用水擦洗，也许只需用一种可以被清除掉的表面型保护剂来处理即可。但如换成家中的客厅，则完全不需每天用清洗剂清洗，用防水性较好的渗透性防护剂作防护就可以了。最后需要强调的是任何一种渗透性防护剂都不能在石材的最表面形成防护层，所以渗透性防护剂防护过的石材最好再进行一次表面防护处理，即需要使用表面性保护剂，这样石材才可真正算得上是得到了"双层保护"。因为任何一种石材的优秀养护方式是不需要打蜡的，蜡质层既不透气，又容易发黏，容易使石材表面颜色变黄，而使用透气性且不含蜡性物质的表面型保护剂，即可使石材和防护层得到进一步保护，又使石材保持天然的亮丽色泽，真可谓一举三得。