จากการศึกษาพบว่า อนุภาคที่มีมากที่สุดในกลุ่มอนุภาคขนาดดินเหนียวนี้ก็คือ แร่ดินเหนียว (clay minerals) ซึ่งถือกันว่าเป็นส่วนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีต่างๆ ในดิน

     แร่ดินเหนียว จัดเป็นแร่ที่มีขนาดเล็กมากมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น มีโครงสร้างพื้นฐานเป็นชั้นที่มีรูปร่างแบนบางเหมือนแผ่นกระดาษ และมีการเชื่อมโยงระหว่างกันในลักษณะของการเรียงซ้อนทับกันเป็นชั้นๆ จนเกิดเป็นผลึกที่มีรูปทรงต่างๆ กัน เช่น เป็นแผ่นบาง เป็นเส้น เป็นหลอดหรือเป็นท่อ แร่ดินเหนียวมีหลายกลุ่ม เช่น กลุ่มเคโอลิน เสมกไทต์ อิลไลต์ คลอไรต์ และอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถแยกชนิดของแร่ดินเหนียวได้โดยการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การทดสอบการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ หรือใช้การวิเคราะห์ทางเคมีบางอย่าง

     เนื่องจากที่พื้นผิวของแร่ดินเหนียวนี้มีประจุไฟฟ้าลบ จึงทำให้เกิดปฏิกิริยาการดูดยึดและและเปลี่ยนธาตุอาหารต่างๆ ที่ละลายอยู่ในดินซึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกได้ ดังนั้นถ้าในดินมีแร่ดินเหนียวมากก็จะมีประจุลบมาก จึงสามารถดูดยึดธาตุอาหารที่มีประจุบวกได้ได้มากด้วย แร่ดินเหนียวจึงเป็นส่วนสำคัญในการควบคุมความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารพืช ความรุนแรงของสภาพความเป็นกรด นอกจากนี้ยังมีส่วนควบคุมหรือต้านทานการเปลี่ยนแปลงของดินต่อสภาพแวดล้อมอีกด้วย

     อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการดูดซับและแลกเปลี่ยนประจุบวกในดิน ยังขึ้นอยู่กับชนิดของแร่ดินเหนียวอีกด้วย โดยที่แร่ในกลุ่มเคโอลิน จะมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุน้อยกว่าแร่ดินเหนียวในกลุ่มสเม็กไทต์ และอิลไลต์ เป็นต้น