Kaolin is geen afzonderlijk, chemisch uniform molecuul, maar een natuurlijk mengsel met kaoliniet als hoofdbestanddeel. Voor het mineraal kaoliniet wordt de formule Al2Si2O5(OH)4 vermeld; structureel behoort het tot de gelaagde silicaatmineralen. Elke laag omvat een tetraëdrische silicaatlaag en een aluminium-zuurstof-hydroxidelaag, die met elkaar verbonden zijn via gedeelde zuurstofatomen. Tussen de lagen werken waterstofbruggen, waardoor ze sterker met elkaar verbonden zijn dan bij zwelbare kleimineralen.
De lagen van kaoliniet hebben geen nettolading en bevatten daarom niet de grote kationen tussen de lagen die bij andere kleimineralen kunnen voorkomen. Deze structuur houdt verband met het relatief geringe ionenuitwisselingsvermogen en de geringe neiging tot zwellen. Door de bindingen tussen de lagen dringt water er slechts beperkt tussen. Wanneer de plaatvormige kristallen vochtig worden, hechten watermoleculen zich aan hun oppervlak; daardoor kunnen de kristallen aan elkaar kleven en de klei samenhang geven.
De onderbouwde functies van kaolin in cosmetica zijn vooral fysisch van aard: het kan stoffen absorberen, als schuurmiddel werken, voorkomen dat poeder samenklontert en producten troebel maken of kleuren. [F] Deze beschrijving verklaart waarom de grondstof wordt gebruikt in poeders, maskers en andere formules, zonder uit te gaan van een specifiek biologisch huidmechanisme. Het opnemen van materiaal aan het huidoppervlak kan het huidgevoel en de glans tijdelijk beïnvloeden; dit moet worden onderscheiden van een verandering in de huidfysiologie. Uitspraken over de pH-waarde, chemische stabiliteit in alle formules of een specifieke cellulaire werkingsroute worden niet onderbouwd door de beschikbare informatie.
Het gepubliceerde veiligheidsrapport over een groep minerale silicaten vat onder meer toxicologische en huidgerelateerde gegevens over kaolin samen. Het vermeldt dat de onderzochte ingrediënten niet genotoxisch waren in de Ames-bacterietest, maar beschrijft ook resultaten uit andere testsystemen en benadrukt het belang van de minerale samenstelling, de deeltjesgrootte en blootstelling aan inhaleerbaar stof. Deze brede veiligheidsbeoordeling is geen klinisch onderzoek naar het cosmetische effect van kaolin op het huidbeeld. Hieruit kunnen geen onderbouwde uitspraken worden afgeleid over specifieke cosmetische voordelen naast de fysische functies.