Chất liệu Tử Sa (Zǐshā) sở hữu những đặc tính độc đáo khiến nó trở nên vượt trội trong giới gốm sứ. Điểm cốt lõi nằm ở thành phần hóa học tự nhiên cân đối, cho phép người thợ gốm (pīshǒu) dễ dàng nhào nặn, tạo hình và gia công chỉ với những xử lý đơn giản. Sau khi sấy khô, sản phẩm có thể được nung thành phẩm hoàn chỉnh. Khả năng thủ công linh hoạt này là điều mà các loại vật liệu gốm sứ và đất sét thông thường (táotǔ níliào) khó lòng đạt được sau quá trình gia công phức tạp.
Trong tên gọi "Tử Sa", "Nê" (ní) chỉ loại đất sét đã qua phong hóa (fēnghuà le de niántǔ), còn "Sa" (shā) ám chỉ sự hiện diện của các tinh thể thạch anh (shíyīng jīngtǐ) và các hạt đất sét (niántǔ tuánlì) chưa phong hóa.
Sự ưu việt của Tử Sa Nghi Hưng đến từ sự kết hợp hài hòa của các khoáng chất quý giá. Về mặt vật lý, thạch anh (shíyīng) đóng vai trò quyết định. Về mặt sắc thái, các oxit của sắt, titan, niken (sắt đỏ - tiěhóng, titan nâu - tàizōng, niken xanh - nièlǜ) tạo nên bảng màu phong phú. Nhôm (aluminum) là yếu tố quan trọng quyết định khả năng chống sốc nhiệt (kàngzhènbào) của sản phẩm, trong khi magie (magnesium) mang lại cảm giác chạm mềm mại, dễ chịu. Chính sự tương tác tuyệt vời giữa các thành phần hóa học này đã tạo nên hiệu quả giữ ấm (yǎng xiàoguǒ) và cấu trúc độc đáo cho Tử Sa khai thác từ mỏ ở Nghi Hưng.
Đặc tính "thông khí cả trong lẫn ngoài nhưng không thấm nước" nổi tiếng của sản phẩm Tử Sa sau khi nung bắt nguồn từ "cấu trúc hai lỗ khí" (Shuāngqìkǒng jiégòu), vốn liên quan mật thiết đến thành phần thạch anh (shíyīng chéngfèn) chứa trong đất.
Trong Tử Sa, "Tử" (Zǐ) đề cập đến màu sắc, còn "Sa" (Shā) chỉ tính chất. "Sa" có hai ý nghĩa: thứ nhất là các hạt thạch anh tinh khiết riêng lẻ, thứ hai là sự kết tụ của nhiều hạt thạch anh. Khi nói về Tử Sa, chúng ta thường đề cập đến ý nghĩa thứ hai này.
Nguyên nhân vật lý đằng sau cấu trúc độc đáo này là: khoảng trống giữa các khối kết tụ thạch anh liền kề đủ lớn, tạo thành các lỗ khí mở (kāifàngxìng qìkǒng), cho phép khí lưu thông. Ngược lại, khoảng trống bên trong mỗi khối kết tụ thạch anh riêng lẻ lại nhỏ, tạo thành các lỗ khí đóng (fēngbìxìng qìkǒng), ngăn chặn sự thẩm thấu của nước. Sự kết hợp của hai loại lỗ khí này chính là "cấu trúc hai lỗ khí" đặc trưng của Tử Sa.