尿结石的形态及晶体结构有着多种差异性，同一化学成分的结石有着结晶结构的差异。草酸钙是人类结石的主要成分，以两种不同的化学和晶体学形式结晶：一水合物和二水合物结构的复合物。草酸钙是一种二羧酸(草酸）的钙盐。晶格中水分的差异决定不同的晶体结构，不同的生长形态，不同的晶体表面的原子结构，以及不同的生物学活力。其次的主要结石成分的分类是磷酸盐。在结石中有四种磷酸钙盐及两种磷酸镁盐。磷酸钙盐随钙/磷比例，羟基/氢离子含量，以及晶格中水分而变化。磷酸镁盐随铵或氢离子，和晶格中水分的差别而有所不同。
一水合草酸钙结石通常较硬，咖啡色，经常具有暗灰色的外观。切开时，这些结石从楔形巢以辐射形状生长，末端较圆形成比较光滑的外观。二水合草酸钙纯二水合结石通常较小，圆形，由黄褐色或黄色的盘状物串组成。盘状物尖锐，以各种方式排列。一水合/二水合混合结石常常具有更多的二水合结石的特征，主要的原因是二水合结石更易出现在混合结石的表面。这些结石一般比单纯二水合结石要大，圆形，黄色的盘状物串包绕坚硬的咖啡色内核表面。盘状物尖锐，以各种方式排列。偶尔内核呈浅棕色，具有颗粒状。
纯磷灰石结石通常较小，白色，具有非常细腻的颗粒状表面，及柔软的白色粉笔样内核。偶然，这些结石也具有浅棕色，光亮的表面。最常见的结石是磷灰石，或一水合草酸钙及二水合草酸钙的混合物，通常光滑，圆形，表面呈浅棕色的盘状外观。内部的切面通常呈白色和浅棕色的层状结构。常常可以看到，乳头管型位于结石的一侧，磷灰石位于管型的内，其原因是磷灰石一般是首先沉淀的晶体物。在乳头管型的另一侧通常可以看到二水合盘状物。
纯鸟粪石通常是米色到浅棕色，具有粗糙的外在质地。结石的内部切面呈白色的同心圆状，偶尔内部见有白色多孔的颗粒样物质。鸟粪石常常生长成鹿角形状。鸟粪石/磷灰石混合结石通常呈浅棕色，粗糙的颗粒样外观。内部通常具有白色和浅棕色的层次。
纯透钙磷石通常是米色，小节样物质成串包绕菜花样的晶体内部。偶尔，表面呈黄色或白色。
尿酸结石呈圆形，具有光滑的橙黄色表面。切面内部呈现为肉眼基本看不到的构架的橙色同心圆。二水合尿酸结石的表面一般是深橙色，由小球形区域组成。结石的切面具有境界清楚的密集的同心圆灶，而同心圆由自结石中心放射状的细针尖物组成。
纯L-胱氨酸结石由非常小的黄色球状物均匀组成。
基质结石呈非晶状，具有多种外观和颜色。这类结石由尿液大分子及细胞膜碎片等多种有机分子组成。
结石中也报道了其他物质，包括磺胺甲恶唑，印地那韦，愈创甘油醚，氨苯蝶啶，5-氟胞嘧啶，黄嘌呤，2,8-二羟腺嘌呤，石膏，抗酸剂治疗后的硅酸盐。这些成分的生长形态通常易变。
