上国石の組成は硫酸マンガン五水和物で、水に溶けやすい。菱マンガン鉱と硫化鉱物の酸化分解によって生じた二次鉱物であり、坑道の壁に鍾乳石状に生じている。不安定な組成であり、湿度が適当でなければ別の鉱物に変化する。湿気が少ないと結晶水を失って四水和物のアイレス石 (Ilesite) や一水和物のズミク石 (Szmikite) に、湿気が多いと湿気を吸って七水和物のマラー石 (Mallardite) にそれぞれ変化しやすい。これらは白っぽい色をしているので、上国石の特徴である淡ピンク色が退色して見える[3]。
