矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品。在炼铁过程中，氧化铁在高温下还原成金属铁，铁矿石中的二氧化硅、氧化铝 等杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经过淬冷成质地疏松、多孔的粒状物，即为高炉矿渣，简称矿渣。

矿渣可采用不同的方法来分类，其中根据碱性氧化物（CaO+MgO）与酸性氧化物的比值M，可以将矿渣分为碱性矿渣（M>1）、中性矿渣（M=1）和酸性矿渣（M<1）；根据冶炼生铁的种类可分为铸铁矿渣（冶炼铸铁时排出的渣）、炼钢生铁矿渣（冶炼供炼钢用生铁时排出的渣）和特种生铁矿渣（用含有其它金属的铁矿石熔炼生铁时排出的渣，如锰矿渣、镁矿渣）；再根据冷却方法、物理性能及外形，可以分为缓冷渣（块状、粉状）和急冷渣（粒状、纤维状、多孔状和浮石状）。

矿渣的化学成分有CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3 等氧化物和少量硫化物如CaS、MnS等，一般来说，CaO、SiO2和Al2O3的含量占90%以上。矿渣的化学成分与水泥的化学成分基本相同，只不过CaO含量较低，而SiO2含量偏高，另外，在CaO含量较高的碱性矿渣中还含有硅酸二钙等成分，所以矿渣本身具有微弱水硬性。

高炉渣的矿物组成与生产原料和冷却方式有关。在慢冷结晶态的矿渣中，碱性高炉渣中的主要矿物为钙铝黄长石和钙镁黄长石，其次为硅酸二钙、假硅灰石、钙长石、钙镁橄榄石、镁蔷薇石及镁方柱石等。酸性高炉渣中的矿物成分主要为黄长石、假硅灰石、辉石和斜长石等。钒钛高炉渣中的主要矿物是钙钛石、安诺石、钛辉石、巴依石和尖晶石等。锰铁渣中主要矿物是橄榄石。高铝渣中主要矿物是铝酸一钙、三铝酸五钙和二铝酸一钙。镜铁渣中主要矿物是蔷薇辉石。在结晶态的矿渣中，除高铝渣外，仅硅酸二钙具有胶凝性，其他矿物均不具有或只具有微弱的胶凝性，所以基本不具有水硬性。而急冷渣主要由玻璃体组成，其含量与矿渣熔体的化学成分和冷却速度有很大关系，一般酸性矿渣的玻璃体含量高于碱性矿渣，冷却速度快玻璃体含量就高。我国钢铁厂排放的快冷渣玻璃体含量一般在80%以上，具有较好的水硬性。

矿渣微粉掺入混凝土中，在混凝土内部的碱性环境中，矿粉能与水泥的水化产物Ca(0H)2 发生“二次水化反应”，而且能促进水泥进一步水化生成更多的C-S-H凝胶，使集料界面区的Ca(0H)2 晶粒变小，改善了混凝土微观结构，降低了水泥浆体的孔隙率，提高了集料界面粘结力，使混凝土的物理力学性能大大提高。

一般情况下，混凝土可视为连续级配的颗粒堆积体系，粗集料之间的空隙由细集料填充，细集料之间的空隙由水泥颗粒填充，而水泥颗粒之间的空隙则需要有更细的颗粒来填充。根据Aim和Goff模型理论，当把掺有超细矿物外加剂的水泥基材料看作多元系统，则该系统中存在一个最紧密堆积，其值取决于超细矿物外加剂的粒径与水泥粒径之比，该值越小，最紧密堆积值越大，矿渣微粉比水泥颗粒细，在取代了部分水泥后，这些小颗粒填充在水泥颗粒间的空隙中，使胶凝材料具有更好的级配，形成了密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系；同时还能降低标准稠度下的用水量，在保持相同用水量的条件下又可以提高拌合物的流动性；另外，填充作用还能增加拌合物的粘聚性，防止泌水离析。

矿渣微粉的胶凝性与硅酸盐水泥相比来说比较弱，但是它为水泥水化体系起到微晶核效应的作用，加速水泥水化反应的进程并为水化产物提供了充裕的空间，使得水泥水化产物分布更均匀，提高了硬化水泥浆体结构的密实性，从而使混凝土具有较好的力学性能。

在工业生产中，矿渣发挥着着重要的作用，尤其是一些重大型工厂。利用矿渣制成提炼加工为矿渣水泥、矿渣微粉、矿渣粉、矿渣硅酸盐水泥、矿渣棉、高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、铜矿渣等。节约了能耗。但是矿渣对于空气有一定的污染，多年于矿井工作的人员容易由矿渣引起呼吸道疾病。