飛灰，也稱為粉末燃料灰，由發電廠燃燒煤粉產生。在燃燒過程中，煤中的礦物雜質（粘土、長石、石英和頁巖）以懸浮狀態熔合，并與廢氣一起漂浮出燃燒室。當熔融材料上升時，它冷卻并固化成球形玻璃狀顆粒。

飛灰是一種細粒粉末狀顆粒材料，由靜電除塵器或袋式除塵器從廢氣中收集。根據收集系統的不同，從機械除塵器到電除塵器或袋式除塵器和織物過濾器，約85–99%的灰來自以粉煤灰的形式回收。飛灰占總煤灰的75–85%，其余部分作為底灰或鍋爐爐渣收集。

由于多種因素，火力發電廠產生的飛灰是一種可變材料。這些因素包括：（1）煤的類型和礦物組成；（2） 粉化程度；（3） 爐型和氧化條件；和（4）使用前收集、處理和儲存飛灰的方式。由于沒有兩個電廠具有所有這些共同因素，因此不同電廠的飛灰可能不同。由于24小時內的負荷條件，同一電廠內的飛灰特性也可能發生變化。

飛灰顆粒尺寸主要取決于除塵設備的類型。它通常比硅酸鹽水泥細。飛灰顆粒的直徑范圍小于1-150微米。細度是影響粉煤灰火山灰活性的重要性質之一。一些研究人員報告說，當粉煤灰被粉碎以增加細度時，其火山灰活性顯著增加。然而，比表面積增加超過6000 cm²/g的影響據報道是微不足道的。

飛灰的化學成分由所用煤中不燃材料的類型和相對數量決定。根據所燃燒煤炭的來源和組成，飛灰的化學成分包括二氧化硅（SiO₂）、氧化鋁（Al₂O₃）和鈣（CaO）、鐵（Fe₂O₃）、鎂（MgO）、鈦（TiO₂）、硫（SO₃）的氧化物，鈉（Na₂O）、鉀（K₂O）和未燃燒碳（LOI）。其中SiO₂和Al₂O₃合計約占總灰分的45–80%。與煙煤灰相比，亞煙煤灰和褐煤灰的CaO和MgO比例相對較高，SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃比例較小。飛灰的成分差異很大，但所有飛灰包括大量的二氧化硅（SiO₂）（非晶態和晶態）、鋁氧化物（Al₂O₃）和氧化鈣（CaO），它們都是許多含煤巖層中的特有成分。飛灰顏色取決于其化學成分和礦物成分。它可以是棕褐色到深灰色。

飛灰的比重與飛灰顆粒的形狀、顏色和化學成分有關。通常，飛灰的比重可能在1.3到4.8之間變化。