对秦俑坑出土陶俑、陶马的陶质,经过取样分析表明,其中所含的主要化学成分是氧化硅 、氧化铝和氧化铁。
兵马俑坑是地下坑道式的土木结构建筑,即从地面挖一个深约5米的大坑,在坑的中间筑起一条条平行的土隔墙。墙的两边排列木质立柱,柱上置横木,横木和土隔墙上密集地搭盖棚木,棚木上铺一层苇席,再覆盖黄土,从而构成坑顶,坑顶高出当时的地表约2米。
俑坑的底部用青砖墁铺。坑顶至坑底内部的空间高度为3.2米。陶俑、陶马放进俑坑后,用立木封堵四周的门道,门道内用夯土填实,于是就形成了一座封闭式的地下建筑。
兵马俑大部分是采用陶冶烧制的方法制成,先用陶模做出初胎,再覆盖一层细泥进行加工刻画加彩,有的先烧后接,有的先接再烧。火候均匀、色泽单纯、硬度很高。每一道工序中,都有不同的分工,都有一套严格的工作系统。
当初的兵马俑都有鲜艳和谐的彩绘,发掘过程中发现有的陶俑刚出土时局部还保留着鲜艳的颜色,但是出土后由于被氧气氧化,颜色不到十秒钟瞬间消尽,化作白灰。现在能看到的只是残留的彩绘痕迹。
俑彩绘技术也有许多独到之处。一般在彩绘之前对陶俑表面先进行处理。由于陶俑是没有釉的素陶,具有较多的毛细孔,表面不能滑润。而彩绘则要求毛细孔不易太多,也不能太少,表面不易太滑,也不能太涩。