通常情況下需要將耐火磚的結(jié)構(gòu)分為納觀、微觀、細觀和宏觀結(jié)構(gòu)四個層次。

耐火磚納觀結(jié)構(gòu)的標尺長度為納米(nm或l0-9m)。納觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域主要研究耐火磚中晶體、晶界和玻璃體的結(jié)構(gòu)。納觀結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了耐火磚的本質(zhì)，極大影響耐火磚的真密度、熱膨脹、比熱容、導電性以及抗侵蝕、抗水化、耐真空性等很多重要性質(zhì)。

耐火磚微觀結(jié)構(gòu)的標尺長度為微米或(um或10-6m)。微觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域是耐火磚工藝的主要研究內(nèi)容之一。在微觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，主要研究耐火磚的骨料和基質(zhì)中，主晶相、結(jié)合相、氣孔相、玻璃相或雜質(zhì)的組織形式，各相數(shù)量多少、 尺寸大小、分布寬窄、形貌特征以及結(jié)合方式對性能的影響。對于同種耐火磚，顯微結(jié)構(gòu)的差異常常對性能有著決定性的影響。

耐火磚細觀結(jié)構(gòu)的標尺長度為毫米(mm或l0-3m)。細觀結(jié)構(gòu)也是耐火磚工藝研究的主要內(nèi)容。在細觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，主要研究粗骨料、細骨料以及基質(zhì)的種類、品質(zhì)、數(shù)量、粒度和分布對耐火磚性能的影響，通過選擇或調(diào)整工藝參數(shù)來最大限度發(fā)揮耐火原料的特性，改進耐火磚的性能。

耐火磚宏觀結(jié)構(gòu)的標尺長度為米(m)。宏觀結(jié)構(gòu)是耐火磚應(yīng)用技術(shù)的主要的研究內(nèi)容，也是耐火磚工藝人員需要掌握的內(nèi)容。宏觀結(jié)構(gòu)主要研究合理地設(shè)計、砌筑、使用或維護窯襯，通過減輕窯襯的工作負荷和提高隔熱效果。以最大限度發(fā)揮現(xiàn)有耐火磚的功能。

耐火磚是一種十分復雜的無機非金屬顆粒復合材料。耐火磚的物理化學性能、損毀機理、使用壽命都可以通過調(diào)控其化學成分、組織結(jié)構(gòu)加以改變。水泥行業(yè)的科技人員主要通過選擇現(xiàn)有耐火磚，合理設(shè)計窯襯結(jié)構(gòu)，改善窯襯的砌筑和使用來提高耐火磚的壽命。