Ультрамикроскопическое строение фосфоритов определяется рядом факторов: их вещественным составом и степенью кристаллизации фосфатного вещества, что зависит от комплекса условий осадкообразования, интенсивности процесса диагенеза и возраста фосфоритов.

Наиболее распространенный фосфатный минерал фосфоритов — фторкарбонатапатит, называемый коллофаном (аморфная модификация) или франколитом (кристаллическая разность).

Формула минерала Саю-п/2 (РО^б.п (СОз)п F2 (где п — число атомов F, замещенных углеродом). В составе обычны изоморфные замещения: Са — Mg, Sr, Na; РО4 — СО3, SO4; F — OH, Cl. Содержание CaO в фторапатите 55,5%, P2Os — 42,3%, F — 3,8%. В составе фосфоритов преобладает оксид фосфора. Фосфориты обычно содержат много примесей: обломки зерен минералов, фрагменты пород, углеродистое вещество и кремнистый скелетный материал. В состав фосфоритов входят в различных соотношениях нефосфатные минералы: основные — доломит, кальцит, кварц, халцедон, глауконит; второстепенные — глинистые, алюмосиликатные, железистые минералы (пирит, гидроксиды Fe), органическое вещество.