菊花石外观呈块状，致密坚硬，由灰黑色基底和白色菊花形两部分组成，有时见白色方解石细脉穿插和体态较大生物化石点缀。

基底呈灰黑色，由生物碎屑和泥晶两部分组成。生物种类繁多，有蜓类，腕足类、孔虫类、苔藓虫类等。其碎屑大小不等，一般0.1mm～2mm，个别较大，可达20cm。泥晶为细小粒状或扁平粒状，粒径0.005mm～0.03mm，充填在生物碎屑颗粒之间起胶结作用。基底的矿物组成主要为方解石，其次有少量石英和白云石，微量矿物有炭质、黄铁矿、褐铁矿等，有时见自生钠长石晶体和粘土矿物水云母等。基底的化学成分(表1)主要为CaO和CO.. 2.. ，其次有SiO.. 2.. 和MgO，而其它成分的含量都甚少，这与矿物组成相一致.

菊花石呈白色，包裹基底为灰白色，花形按其完整程度可分三种：①有花蕊花瓣菊花石。这是菊花石的上品，花瓣为向四周散开的放射状，形态多样，有蝴蝶状，绣球状，凤尾状等。花蕊呈圆形，位于花瓣中心。菊花石大小不一，直径一般5cm～15cm，最大者可达40cm～50cm。②有花瓣无花蕊菊花石。此种亦好看，但不如完整花形