胶质分子的基本结构是以多个芳香环组成的稠合的芳香环系为核心，周围连接有若干个环烷环，芳香环和环烷环上都还带有若干个长度不一的正构的或异构的侧链，分子的环系和支链中往往有硫、氮或氧，同时还可能配合有镍、钒、铁等金属。胶质分子的碳氢结构部分，可以借助核磁共振波谱得到的芳香碳率f_A、环烷碳率f_N及烷基碳率f_P等平均结构参数来加以表征。

胶质是石油中相对分子质量及极性均仅次于沥青质的大分子非烃化合物，具有很大的多分散性，与沥青质之间并没有截然的界限。胶质含量的数据会随着分析方法的不同而有很大的差异。在中国，将渣油的正庚烷可溶质通过氧化铝液相色谱法分离掉饱和分和芳香分后得到的组分界定为胶质。从外观上看，胶质是深棕色至深褐色的、极为黏稠的液体或无定行固体，受热时熔融，其相对密度略小于1；而庚烷沥青质则是深褐色至黑色的无定形固体，受热时不熔化，性脆，易碎裂成片，其相对密度稍大于1。