地質聚集物是無機物，通常是陶瓷、鋁硅酸鹽，形成長程、共價鍵合的非結晶（無定形）網絡。 黑曜石（火山玻璃）碎片是一些地質聚合物混合物的組成部分。 商業生產的地質聚合物可用于防火和耐熱涂料和粘合劑、醫藥應用、高溫陶瓷、用于耐火纖維復合材料的新型粘合劑、有毒和放射性廢物封裝以及用于混凝土的新型水泥。 許多科學和工業學科正在探索地質聚合物的特性和用途：現代無機化學、物理化學、膠體化學、礦物學、地質學和其他類型的工程過程技術。 地質聚合物領域是高分子科學、化學和技術的一部分，構成了材料科學的主要領域之一。

聚合物要么是有機材料，即碳基，要么是無機聚合物，例如硅基。 有機高分子包括天然高分子（橡膠、纖維素）、合成有機高分子（紡織纖維、塑料、薄膜、彈性體等）和天然生物高分子（生物學、醫學、藥學）。 合成硅基聚合物所用的原料主要是地質成因的成巖礦物，故名：地質聚合物。 Joseph Davidovits 于 1978 年創造了這個詞，并創建了非營利性法國科學機構（Association Loi 1901）Institut Géopolymère（地質聚合物研究所）。

根據 T.F. Yen 地質聚合物可分為兩大類：純無機地質聚合物和有機物地質聚合物，天然存在的大分子的合成類似物。 在下面的介紹中，地質聚合物本質上是一種礦物化合物或由重復單元組成的化合物的混合物，例如氧化硅 (-Si-O-Si-O-)、硅鋁酸鹽 (-Si-O-Al- O-)，鐵硅鋁酸鹽 (-Fe-O-Si-O-Al-O-) 或鋁磷酸鹽 (-Al-O-P-O-)，通過地質聚合過程產生。 這種礦物合成（地球合成）于 1976 年首次在 IUPAC 研討會上提出。

地質聚合物的微觀結構本質上取決于溫度：它在室溫下是 X 射線無定形的，但在 500 °C 以上的溫度下會演變成結晶基質。

可以區分兩種合成路線：在堿性介質中（Na+、K+、Li+、Ca2+、Cs+等）； 含磷酸、植物提取物有機羧酸（醋酸、檸檬酸、草酸和腐殖酸）的有機酸介質。

在 2000 年代初，堿性路線在研發和商業應用方面最為重要，如下所述。 酸性途徑在別處討論。

在 1950 年代，蘇聯基輔的 Viktor Glukovsky 開發了最初以土壤硅酸鹽混凝土和土壤水泥名稱為人所知的混凝土材料，但自從約瑟夫·戴維多維茨 (Joseph Davidovits) 于 1991 年引入地質聚合物概念后，“地質聚合物”的術語和定義便開始出現 ’變得更加多樣化，而且常常相互矛盾。 以下示例摘自 2011 年由不同背景的科學家撰寫的科學出版物。

術語地質聚合物的定義

對于化學家

地質聚合體由聚合物 Si-O-Al 骨架組成，類似于沸石。 與沸石的主要區別是地質聚合物是無定形的而不是結晶的。 通過 TEM 觀察到的納米級地質聚合物的微觀結構包括小的鋁硅酸鹽簇，孔隙分散在高度多孔的網絡中。 團簇大小在 5 到 10 納米之間。'

對于地質聚合物材料化學家

該反應產生 SiO4 和 AlO4，四面體框架由共享氧連接，如聚（唾液酸）或聚（唾液酸-硅氧）或聚（唾液酸-二硅氧），具體取決于系統中的 SiO2/Al2O3 比率。 四面體框架的連接是通過遠程共價鍵發生的。 因此，地質聚合物結構被視為由半結晶 3-D 鋁硅酸鹽微結構組成的致密非晶相。

對于堿水泥科學家

地質聚合物是由四面體鋁硅酸鹽單元縮合產生的骨架結構，堿金屬離子平衡與四面體 Al 相關的電荷。 通常，地質聚合物由兩部分混合物合成，由堿性溶液（通常是可溶性硅酸鹽）和固體鋁硅酸鹽材料組成。 地質聚合發生在環境溫度或略微升高的溫度下，其中固體硅鋁酸鹽原料在堿性溶液中的浸出導致浸出的物質從固體表面轉移到生長的凝膠相中，隨后凝膠相成核和凝結成 形成固體粘合劑。

對于地質聚合物陶瓷化學家

雖然如果在標準壓力和溫度下固化，地質聚合物通常是 X 射線無定形的，但它會轉化為結晶陶瓷相。