石理即石之肌理结构，犹如人体之肤、肌、筋骨。所以石理亦可称其为石料的矿体组织构成。因为洮砚石料带在岩层中并不是完整的一大块。它经过地壳无数次的动荡和变迁后，形成了大小不一的块状、层状岩石。整个洮砚矿带就是由这些不同体积的岩石堆挤在一起而形成的。这层岩石，它原是整块的、较纯净的沉积层岩，但在各个时期地壳的运动中岩层发生断裂，并渗入同时期的岩浆，这些岩浆侵入体凝固后，形成各种薄厚不同、颜色不同、软硬不同、走向不同的膘、纹、脉、点。它们给原来纯净的石料肌理增加了新的成份。这些新的成份中，有些在色彩上对石料起著点缀作用，经雕琢利用可起到俏色装饰作用，犹如锦上添花，也不影响石料的使用价值；但有些却对石料有寄无益，它不仅在某些方面降低了石料的使用价值，而且增加了雕琢难度。这里可将洮砚石料的石理结构分“肤、肌、筋骨’’来喻述：
洮砚石料块层表皮有膘，色分黄、白、黑、紫、绿。状如鱼鳞、松皮、蜂蜡、油脂等，油腻可爱，可喻为石之“肤”；
洮石肌体细密丰润，色分绿、红，结构紧密，可喻为石之“肌”；
石中所布脉络线条、杂质、 钉，色有红、白、黄、黑，犹如玉中之瑕疵，可喻为石之“筋骨”。
肤肌是石之本，肤为章，肌为质。洮石料中有绿质黄章、绿质白章、红质黄章，红质绿章、紫质黄章、紫质白章、黑章等。其中最以绿质黄章者驰名中外。其余如绿质白章、紫质黑章者也甚为名贵。
筋骨为石之病，骨为疵、筋为瑕。它虽然对鉴定石料真伪、品级高下起著相当重要的佐证标识作用，但毕竟对石无益，属石中杂质。洮砚石料中有硬筋、断瑕，有墨溅点、金星点等。其具体特征和使用时的妨害将在下文述及。
洮砚石料的石理结构因矿点的不同而各异。下面仅取喇嘛崖、水泉湾、纳儿北、直沟、青岭山五处为例，简述石之肤肌筋骨之特征，以示石质结构的不同。
喇嘛崖石，俗称“窝子石”或“崖石”。因喇嘛崖脚处正好是一个大旋窝，洮水流至此处碰到崖脚后掉头拐向西北，绕过了喇嘛崖。崖脚有许多采石的洞窟，俗称石窝子。崖脚本身是一个大石窝子，采石洞窟又是许多个石窝子，此处采出的石料就称为窝子石了。另外，由于水位下降，岩石出露，原来位于水面的石窝子均已上升到半崖，加之石出喇嘛崖，我们也权且随其简称它为“崖石”吧。
崖石的石理结构最大的特征是膘肥肌嫩。而且越近河边越润朗。肤肌厚实，色泽明艳，筋骨稀少，偶尔有玉瑕夹杂其中。崖石中最显明的瑕疵是金星点—— 钉。它象端砚的“眼”一样是辨认崖石的标志。一般来说，崖石中并非块块都含 钉，可含 钉的石料基本上都是崖石。崖石质肌翠绿，膘色金黄，且含大量水纹、云纹、气纹。有些石料中多种纹络相间，天然绘成奇幻的图案。洮石中，崖石品级最高，制成的砚台也最名贵。崖石又有老窟新窟之分，老窟在下，新窟在上；老窟离水近，新窟离水远；老窟采石难，新窟采石易。近年老窟已被石砂填埋，洞窟坍塌，难以采石。
水泉湾的石料矿采石点，与喇嘛崖仅隔一二里，但石质结构区别却非常明显。水泉石肌肤细嫩温润，但色泽却比崖石稍深，石膘也多为白色，还有奶油色，或土黄色中带有小黑点。石膘层比崖石较薄。纹络较清淡，有细线型水纹和淡色气纹。由于石料多接近地表，所含杂质也比崖石稍多，大多为白色玉筋瑕，其中也偶尔出现红、黄细线。
纳儿石也称“水城右边石”，石料基本与水泉石相近。石肤表面的膘色焦黄，大多带有小黑点，亦称这类膘曰“墨溅霞”。肤层较薄，色泽也较暗。石肌结构不甚均匀，硬度分布也有差别，尤其是水纹石料，色深处硬于色浅处。石料的色泽稍浅于水泉石，翠绿中夹有青灰成份。其石理比起崖石和水泉石，就显得“肌瘦膘薄”了。纳儿石中的杂质“筋骨”量也多于崖石和水泉石，“筋骨”中有黑红断瑕、白硬筋。石肌分红、紫、绿三色。
卡古直沟石与青岭山砚瓦咀石石质肌肤相差无几，前者略优于后者。原因是后者所在海拔高达三千多米，且多为风吹日晒，润气泄尽；前者虽亦受风化，但有溪水滋润，质地还算洮石中的中品，古称其为“柳叶青”者有误。原因是卡古直沟石色泽中，绿石稍带湖兰、尚夹杂青灰成分。这两处石料的石理结构相仿佛，肤肌虽也具备洮砚石料的基本要素，但略显干燥，筋丝纵横交错，层理较紊乱，它虽然也有黄膘、水纹，但比起崖石来就差远了。
洮河紫石的肌理更为细腻，以喇嘛崖和纳儿村边的石料为最佳。紫石贮量极少，仅夹杂在绿石矿带边，偶尔只能碰上一两窝子。紫石亦有膘，色分黄、白、绿。以地而异，喇嘛崖紫石有绿膘的最妙。紫石脉络小，发墨亦如绿石，但其暗红带紫如羊肝的色泽不如绿石生机盎然，且矿藏贮量有限，得之不宜。当今所出红紫石砚，尤物十难得一，多为劣等紫石刻成。洮砚石料中的筋骨脉络，无须讳言，是石料的病症所在，犹如端砚之”石眼”。
洮石中的“筋络”，当地砚工称为“硬筋”、“断瑕”，既不宜雕琢，也不宜打磨抛光。“筋络”的质地很硬，硬度约在摩氏四——六度之间。最硬的是黑筋，次为白筋，再次为黑、红、黄色细线。在这些筋络中，白、黑筋粗，多呈树枝状，分杈很多。尤以黑筋为最。红黄细线在石理内呈放射状，与石肌纹理横向交叉，所以又称其为“断瑕”。砚工在选料时，用水津透石料，主要从它的筋络的多少程度上鉴别石质的优劣。在雕刻时，砚工们通常将瑕疵部分尽量避让于墨堂之外，不然。堂底有“硬筋”之类的瑕疵，既不易雕琢打磨，更影响发墨。购买砚台者，更要掌握这些常识，不要小看墨堂底部的一两根杂线，研起墨来，既硬且滑，如界行相隔，奈何不得。至于堂外的瑕疵倒于大局无碍。选择时，应以石质肤肌纯净者为好，还要将石膘与石筋分开，水纹与断瑕分开。石膘的脉络走向、色泽、硬度均与石筋不同。膘在石表，是石料与石料间、石料与他石间显然的界线，膘界两边的石料石质有较明显的区别。石膘纹理走向基本与石之肌理纹色的走向一致，硬度与石之肌理相当或软于肌理。而石筋却穿插于石之肌理间，走向与石理纹络相交，硬度高于肌理。水纹和断瑕更好区别：水纹与石料肌理属同一色系，仅浓度级差有别。如石肌是翠绿，淡绿，而水纹线条则是深绿或墨绿等。断瑕的颜色与石肌颜色有明显的差异：若石肌呈绿色。则瑕线呈红、紫、黄、白、黑等色：它的走向也与石肌水纹线条相孛，交叉分布，犹如“横行霸道”者。石瑕与硬筋在石理中的状态相处一致，石瑕线的硬度稍低于硬筋，另外，瑕线的线条细且直，硬筋则粗且曲，瑕线对砚台的使用影响程度也低于硬筋。对洮石的石膘、石色、石纹、石病等，下文中还将作详细的分节介绍，不再赘述。