电气石的晶体结构属于三方晶系，它的空间群是R3m - C3。电气石有单向极轴，它的三重对称轴是c轴，而垂直于c轴的方向既没有对称轴，也没有对称面和对称中心。电气石内部结构主要是硅氧四面体环状晶型，硅氧四面体组成了(Si6O18)12 - 六联环，这个六联环顶角的氧原子O6指向同一个方向，这个方向就是电气石的正极。
镁离子（Mg2 +）和氧离子（O2 -）、氢氧根离子（OH -）一起构成了层状的水镁石型结构。三个MgO4(OH)2配位八面体和六联环相连，它们各自共用硅氧四面体顶角上的氧离子（O2 -）。这三个配位八面体的交点在六联环的中轴线上，氢氧根离子（OH -）就在这个位置。
BO3 - 三角形和配位八面体层共同使用一个氧离子（O2 -）。电气石的自发极化是这样的：电气石的正电极会吸收外界的负离子，这些电荷会被电气石自身传送到负电极，负电极把传送来的电荷以及自身产生的负电荷释放出来，这些负电荷沿着电力线传送到正电极，在这个过程中不受外部电场的干扰，这样就形成了永久性电场。