Reiner Kalkstein besteht aus zwei Komponentenmineralien: Kalziumkarbonat und Kalzium-Magnesiumkarbonat. Die chemische Formel für Calciumcarbonat ist CaCO3. Die chemische Formel für Calcium-Magnesium-Carbonat lautet CaMg(CO3)2.
Calciumcarbonat ist allgemein als Calcit bekannt, und Calcium-Magnesiumcarbonat ist allgemein als Dolomit bekannt. In der Natur bestehen Kalksteinablagerungen sehr selten aus reinem Calcit oder reinem Dolomit, obwohl solche Ablagerungen gefunden wurden.
Nach der akademischen Definition von Kalkstein gilt jedes Sedimentgestein mit mindestens 50 % Kalzit- und Dolomitgehalt als Kalkstein. Gemäß der gängigen kommerziellen Definition muss Sedimentgestein mindestens 80 Prozent Calcit und Dolomit enthalten, um als Kalkstein definiert zu werden.
