硫铁矿尾矿的主要矿物组成以石英、长石和黏土矿物为主，所含残留铁的硫化物矿物以黄铁矿为主。特殊情况下，磁黄铁矿和白铁矿等也可以作为主要残留铁的硫化物矿物出现。与碳酸盐有关的硫铁矿矿石的尾矿，矿物组成以白云石、方解石等碳酸盐矿物为主，同时含有石英和绢云母等。硫铁矿尾矿中往往伴生铜、铅、锌等硫化物以及金、钴、镍、铂及稀有、分散元素，具有综合利用价值。

处置不当的硫铁矿尾矿是各种常见重金属和高风险稀散金属及酸性废水的潜在污染来源。