氧化铝是两性氧化物，它不溶于水，但却既能溶于强酸，又能溶于强碱。Al₂O₃是由Al^3＋和O^2－构成的，在酸性溶液中由于H^＋ 对O^2－的作用，使之结合成水分子而脱离Al^3＋ 的吸引， 也与水分子结合成为水合铝离子，这样 就可溶于酸。在强碱溶液中，OH^－对Al^3＋发生作用，生成 了[Al(OH) ₄]^－而使 与O^2－分离，O^2－与H₂O结合成OH^－，这样 也溶于强碱了。如常温下铝表面形成的氧化铝薄膜、铝汞齐所长的长毛 — 疏松状的Al₂O₃ 、或Al(OH)₃在450℃加热分解所得的γ－Al₂O₃，均有此性质。而自然界的刚玉和灼热温度超过1000℃ Al(OH)₃ 分解生成的Al₂O₃都是α－Al₂O₃，它不溶于酸碱，这是由它们的结构不同所致。

γ－Al₂O₃晶体极为细小，属于立方面心紧密堆积构型，铝原子不规则地排列在由氧原子围成的八面体和四面体孔穴中，这种表面离子能与 H^＋或OH^－充分接触，这种Al₂O₃不溶于水，但能溶于酸或碱。γ－Al₂O₃的晶体属于六方紧密堆积构型，6个氧原子围成一个八面体，在整个晶体中有2／3的八面体孔穴为铝原子所占据。由于这种紧密堆积结构，加上晶体中Al^3＋与O^2－之间的吸引力强、晶格能大，所以α－Al₂O₃的熔点(2015℃) 和硬度(8．8)都很高，它不溶于水也不溶于酸或碱。