由于拥有具挥发性的有机化学物质和水，因此自形成後，它没有遭受过严重（高于200℃）的加热。碳质球粒陨石被认为最能保存形成太阳系的太阳星云的成分。
它的成分主要为硅酸盐、氧化物及硫化物。具有橄榄石和蛇纹石这两种矿物是它的一大特征。 碳质球粒陨石按不同的成分分类，被认为能反映其母天体的类型。种类名称以该类中最具代表性的（通常是首先被发现的）一颗陨石来命名。
一些著名的碳质球粒陨石包括：Orgueil、Ivuna、Murray、Murchison和Tagish Lake等。
CI群
此群中的“C”字代表Carbonaceous（碳质）、“I”来自Ivuna陨石。CI群被认为是碳质球粒陨石中最小被改变的一种。它具有高比例的水（可达20%），与及以氨基酸和PAH形式存在的有机化合物，水蚀变促进了黑色基质中含水旳片状硅酸盐、磁铁矿和橄榄石结晶的形成，及可能导致球粒的缺少。一般认为，碳质球粒陨石未曾被加热超过50℃，暗示它在太阳星云较冷的外围区域形成。
5种已知的CI球粒陨石为: Ivuna、Orgueil、Alais、Tonk及Revelstoke。
Ivuna和Orgueil的氨基酸浓度比CM球粒陨石低（约30%）[1]，以及具有独特的成分，例如高浓度的β-丙氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸和β-胺基正丁酸，以及较低浓度的氨基异丁酸和异缬胺酸。这暗示此两种碳质球粒陨石的母天体和产生过程皆不相同。 2012年4月，猎人罗伯特·伍德(RobertWard)发现了两个小石块大小的陨石，这两个微小的陨石是在北加利福利亚州的塞拉利昂山麓被发现的。两块陨石每个大约重10克(合0.35盎司)，或是相当于两枚镍币的重量。估价超过了1000美元(约合700英镑)。
这些陨石碎片来自于一颗火流星，它们的形成可追溯至40到50亿年之前太阳系形成之初的时候。科学家说它们是一个巨大火流星体的一部分，这颗巨大的火流星的威力相当于二战末期投放在广岛的原子弹威力的三分之一。
