垃圾焚烧飞灰的物相与矿相组成是其内部矿物学信息的直观表现，为了明晰垃圾焚烧飞灰的基础物化性质，利用X射线荧光光谱分析仪、X射线衍射、BET比表面积分析仪、扫描电子显微镜、电子探针等检测手段，对中国西北地区产出的2种典型垃圾焚烧飞灰进行物相组成、矿相结构、孔道及比表面积、元素赋存形态研究，并通过固体废物毒性浸出试验（TCLP），对2种典型垃圾焚烧飞灰的浸出毒性进行分析比较。结果表明：污泥垃圾与生活垃圾经过焚烧后产出的飞灰主要化学组成是CaO、SiO2和Al2O3，同时伴生有Pb、Cr等重金属毒害元素，污泥焚烧飞灰主要以磷酸铝、石英、铝硅酸钙等矿相为主，并夹杂氧化铁矿相，其毒性金属种类较少且弥散分布在飞灰内部，仅有少部分Ti与铝硅酸盐结合。生活垃圾焚烧飞灰主要以铝硅酸钙相的形式存在，并夹杂有部分可溶性的氯盐，飞灰内部S/Ca、Ca/Si/Al相对富集，其他元素与Cl结合，毒害金属种类繁多且弥散分布。通过TCLP浸出试验发现，这2种垃圾焚烧飞灰均存在重金属被浸出的可能性，存在一定的环境风险，因此需要对垃圾焚烧飞灰进行妥善处置，降低其环境风险影响。