钴蓝的主要组成是CoO、Al2O3，或称为铝酸钴[CoAl2O4]，按照化学式理论，Al2O3含量为57.63%， CoO含量42.36%，或含Co 33.31%，但钴蓝颜料的实际组成Al2O3在65%～70%, CoO在30%～35%之间，有些钴蓝颜料的含氧化钴量还要低一成或一成半，因为还有可能含有少量其它元素的氧化物，如Ti、Li、Cr、Fe、Sn、Mg、Zn等。如对某一钴蓝颜料品种的分析表明其CoO为34%， Al2O3为62%，ZnO为2%以及P2O5为2%。钴蓝除了含有主组成以外，尚有可能含有少量氧化铝、钴绿（CoO·ZnO)和钴紫[Co2(PO4)2]，以改变钴蓝颜料的色相。这类颜料均属于尖晶石类，是带有尖晶石结晶的立方体。相对密度为3.8～4.54，遮盖力很弱，仅75～80g/m²，吸油量31%～37%，视比容630～740g/L，现代生产的钴蓝同早期产品的质量有本质的区别。钴蓝颜料有鲜明色泽，有极优良的耐候性、耐碱性，能耐受各种溶剂，耐热可达1200℃。其主要弱噗是着色力不及酞菁蓝颜料，由于是高温煅烧而成，虽然经过磨细，但颗粒尚有一定硬度。