耐火纤维材料是一种具有复杂微空间结构、无规则多孔介质性材料。纤维的堆积是随机无序的，这种无规则的几何结构导致其物理特性的多样性。
纤维密度
在玻璃态熔融化法生产的耐火纤维中，纤维的密度可以看作与真密度相同，对分类温度为1260℃时，耐火纤维密度是2.5 ～ 2.6g/cm3,分类温度为1400℃时，耐火纤维密度是2.8g/cm3。氧化铝质的多晶纤维与真密度是不相同的，这是由于多晶纤维内部的微晶粒之间存在显微气孔的缘故。
纤维直径
耐火纤维高温熔融喷吹成型法的纤维直径在2.5～3.5μm，高温速甩丝法的纤维直径在3～5μm。耐火纤维直径并不都在这个数值范围内，大部分纤维是在1〜8μm范围内。耐火纤维直径大小直接影响了耐火纤维制品的强度与热导率，纤维直径比较大时，做成的耐火纤维制品手感觉得发硬，但强度增大热导率也增 大了。在耐火纤维制品中，纤维的热导率与强度基本上是一个反比关系。氧化铝多晶耐火纤维，平均直径一般都在3μm,其大多数纤维的直径也分布在1～8μm的范围内。
纤维长度
测定耐火纤维长度的标准方法到目前为止没有统一的规定， 就是测定纤维的平均长度也不是很精确，在测定纤维长度时，基本上抽査出比较短的纤维丝和比较长的纤维丝取其平均长度。一般来说，耐火纤维针刺毯的纤维长度在1OOmm以下，湿法成型工艺的耐火纤维毡都取在20mm以下，要求绝对准确是没有实际意义的。