Meteoriten besitzen ganz charakteristische Merkmale, an denen sie eindeutig als solche zu identifizieren sind. Diese Merkmale sind spezielle Aggregate, welche durch die Mineralien gebildet werden. Da der Meteorit bei seinem Flug durch die Erdatmosphäre nur oberflächlich erhitzt wird, bleibt die innere Struktur unversehrt und dient so als eindeutiger Beweis für seine Existenz.

Bei Eisenmeteoriten, auch Nickel-Eisenmeteoriten genannt, können diese Strukturen sichtbar gemacht werden, in dem ein Stück von dem Meteorite abgesägt wird, sodass eine Fläche entsteht. Diese Fläche wird in einem nächsten Schritt geschliffen und poliert. Die spezifische Struktur kommt nun durch den letzten Schritt zum Vorschein. Die Fläche muss nun mit stark verdünnter methanolhaltiger Salpetersäure angeätzt werden. Nach einiger Zeit erscheinen nun die charakteristischen Strukturen, je nach Typ. Eisenmeteoriten werden je nach Struktur und Zusammensetzung in folgende Gruppen unterteilt:

  • Oktaedrite (grch. okta »acht« + hedra »Grundfläche«): Als Oktaedrite werden Eisenmeteoriten bezeichnet, welche nach dem ätzen die sogenannten Widmanstättenschen Figuren zeigen. Dies sind millimeter- bis zentimeterbreite parallel laufende Bänder. Je nach Schnittrichtung verlaufen diese parallel oder in verschiedenen Winkel über Kreuz je nach Schnittrichtung. Dazwischen schließen sie weniger große Felder ein. Durch die unterschiedliche Widerstandsfähigkeit der beteiligten Nickel-Eisen-Mineralien sind die Widmanstättenschen Figuren zu erkennen. Dabei bildet die intermetallische Verbindung Kamacit (Balkeneisen) mit einem Nickel-Anteil von 4 bis 7,5 % Lamellen in schwarzer bis grauer Farbe. Kamacit macht den Hauptanteil der Struktur aus. Es wird von Taenit (Bandeisen) mit einem Nickel-Anteil von 20 bis 50 % und einer silber- bis grauweißen Farbe an den Seiten eingefasst. Die Zwischenräume werden von Plessit (Fülleisen) ausgefüllt. Die Geometrie des Widmanstättenschen Gefüges entspricht einem Oktaeder, da die Mineralplatten parallel zu den Schnittflächen des Oktaeders angeordnet sind. Versuche haben gezeigt, dass sich das Gefüge erst bei längerer Erhitzung mit Temperatur von 900° bis 1000° C auflöst. Hieraus lässt sich schließen, dass die Meteoriten bei ihrem Fall durch die Lufthülle diesen Temperaturen nicht auf dauer ausgestzt sein können.
  • Hexaedrite (grch. hexa »sechs« + hedra »Grundfläche«): Seltener als die Widmanstättenschen Figuren sind die Neumannschen Linien anzufinden. Bei ihnen handelt es sich um Parallelscharen von sehr feinen, sich teilweise kreuzender Linien. Man geht davon aus, dass diese Strukturen durch Schockprozesse, wie etwa bei Meteoriteneinschlägen auf Asteroiden, entstehen. Im Gegensatz zu Oktaedrite bestehen Hexaedrite lediglich aus dem nickelarmen Kamacit. Die sehr dünnen Platten sind als Lamellen eingelagert und im Querschnitt zu erkennen. Ähnlich wie bei einem Oktaedrit, lässt sich ein Hexaedrit parallel der Fläche eines Würfels (Hexaeder) spalten.
  • Ataxite (grch. a »ohne, abwesend« + hedra »Anordnung, Struktur«): Eisenmeteoriten dieser Gruppe zeigen nach dem anätzen weder Linien noch Figuren sondern eine feinkörnige fast strukturlose Zusammensetzung. Es ist möglich, dass sie aus nachträglichem Erhitzen von Oktaedriten entstanden sind. Aufgrund der fehlenden Struktur der Ataxite, sind diese nur sehr schwer auf den ersten Blick als Meteoriten zu erkennen.

Es kommt vor, dass Eisenmeteoriten Einlagerungen von kugelförmigen Troilit, auch Eisenkies oder Meteorkies genannt, aufweisen. Dies ist ein Mineral aus der Mineralklasse der Sulfide. Ihre Anwesenheit zeigt, dass sich bei der Bildung des Meteoriten die Mineralbestandteile im flüssigen Zustand teilweise entmischt haben und sich das Eisensulfid Troilit auf Grund der fehlenden Schwerkraft in Kugelform abtrennen konnte. Diese Einschlüsse können auch die Strukturen wie z.B. das Widmanstättensche Gefüge stören. So sind z.B. die Einschlüsse wie Troilittropfen oder Schreibersitfetzen vollständig von Hüllkamazit eingehüllt. In einem konkreten Beispiel wie dem Arizona-Meteorit, welcher den Barringer-Krater entstehen ließ, sind sogar größere Graphit-Knollen bekannt.

Eine weitere Meteoritengruppe sind die Steinmeteoriten. Sie lassen sich in die folgenden Strukturgruppen einteilen:

  • Chondrite (grch. chondros »Korn«): Zu dieser Gruppe gehören sie meisten Steinmeteoriten. In ihrer feinkörnigen Matrix enthalten die Chondrite Millimeter große Silikat-Kügelchen, die Chondren. Die Chondren machen etwa 80 % an der Gesamtmasse aus. Sie sind vermutlich aus erstarrten Schmelztropfen entstanden und aus irdischem Gestein nicht bekannt. Chondren enthalten ebenfalls metallisches Nickeleisen.
  • Achondrite (grch. a »ohne, abwesend« + grch. chondros »Korn«): Wie der Name vermuten lässt, fehlen in den Achondriten die Chondren. Sie machen nur einen kleinen Teil der Steinmeteoriten aus. Ihre Mineralien zeigen gewisse Ähnlichkeit mit kieselsäurearmen Eruptivgesteinen.

Die seltenste Meteoritengruppe macht jedoch die Gruppe der Stein-Eisen-Meteoriten aus. Sie sind sozusagen das Übergangsglied zwischen den Stein- und Eisenmeteoriten. Sie bestehen zu gleichen Teilen aus einer Stein- und Eisenphase. Stein-Eisen-Meteoriten kann man sich als Emulsion vorstellen, bei der sich die flüssige Stein- und Eisenphase nicht miteinander gemischt haben und irgendwann erstarrt sind. Die Metallkomponente bildet dabei ein Netzwerk, vergleichbar mit der extrazellulären Matrix bei tierischen Gewebe. Bei den Pallasiten sind die tropfenförmigen Olivine als silikatischer Anteil in dieses Netzwerk eingebettet. Das Olivin-Metall-Verhältnis beträgt bei ihnen etwa 2:1. Bei den Mesosideriten ist dieses Verhältnis 1:1 und die Silikat- und Metallphase sind hier sehr viel feiner verwachsen.