沉积岩的结构指沉积岩颗粒的性质、大小、形态及其相互关系。主要有碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。这些结构是划分沉积岩的重要依据。
1.碎屑结构
碎屑结构通常由两部分物质组成，即碎屑物和胶结物。碎屑物可以是岩石碎屑、矿物碎屑、生物碎屑以及火山碎屑等。胶结物质指填充于碎屑孔隙之间的物质如钙质、硅质、铁质以及石膏、海绿石和有机质等。此外，在粗碎屑孔隙间填充了细碎屑物质(细砂、粉砂、泥等)，这种细碎屑填充物质又称为杂基或基质(图12-2)。
图12-2 碎屑、基质和胶结物
(据夏邦栋，1995)
碎屑物有不同的大小、形状及组成，是碎屑岩进一步分类命名、描述鉴定的依据。
粒度 碎屑颗粒的大小称为粒度。按碎屑粒径大小可分为：①砾状结构，粒径＞2mm；②砂状结构，粒径2～0.05mm；③粉砂状结构，粒径0.05～0.005mm。
分选性 碎屑颗粒粗细的均匀程度。大小均匀者，为分选良好；大小混杂者，为分选差。
磨圆度或圆度 碎屑颗粒棱角的磨损程度。棱角全部磨损者称为圆形；棱角大部分磨损者称为次圆形；棱角部分磨损者称为次棱角形；棱角完全未磨损者称为棱角形。
2.泥质结构
泥质结构是指由极细小(＜0.005mm)的粘土矿物所组成的、比较致密均一和质地较软的结构。有时见有鲕状及豆状结构，是在沉积过程中粘土质点围绕核心凝聚而成的同心圈层结构。粘土矿物在沉积过程中常平行定向排列(因粘土矿物多呈薄片状、层状)，层层积累。故多具清楚的薄层理构造。
3.化学结构(晶粒结构)和生物结构
由各种溶解物质或胶体物质沉淀而成的化学沉积岩常具有化学结构，如某种化学成分沉淀后，在一定条件下常同时结晶，形成等粒他形结构。此外，某些岩石由呈生长状态的生物骨骼构成格架(如珊瑚等)，格架内部充填以其他性质的沉积物，称为生物骨架结构。