基性火山巖。相當於輝長巖的噴出巖。是大洋地殼和月球月海的最主要組成物質，也是陸殼和月陸的重要組成物質。1546年，G.阿格裏柯拉首次在地質文獻中使用。漢語玄武巖一詞引自日文，描述在日本兵庫縣玄武洞發現的一種黑色橄欖玄武巖。
化學和礦物成分 根據化學成分，玄武巖可分為亞鹼性玄武巖和鹼性玄武巖兩個系列。亞鹼性玄玄武巖又可進一步分為鈣堿性玄武巖和拉斑玄武巖。玄武巖SiO2含量基本為45％～53％，少部分堿性系列的玄武巖SiO2含量偏低，少數低至42％左右。K2O＋Na2O和TiO2的含量在兩個系列中有較明顯差別：亞堿性系列玄武巖K2O＋Na2O含量一般在4％左右，堿性系列玄武巖一般大於5％。二者的Na2O＞K2O占多數。TiO2含量亞堿性系列中多小於2％，而堿性系列中多數大於2％。
從礦物成分看，亞堿性系列玄武巖主要為基性斜長石和輝石（斜方輝石和單斜輝石），橄欖石次之，少見角閃石和黑雲母。副礦物常見有磁鐵礦、鈦鐵礦和磷灰石等。堿性系列玄武巖主要礦物為輝石和基性–中性斜長石及堿性長石，輝石多為含鈦較高的普通輝石和富鈣的透輝石，也可有部分堿性輝石，但不含斜方輝石為其特征。輝石可成為巨晶，粒徑多為1厘米左右，有的可達1厘米以上。輝石巨晶為黑色，解理不明顯，常見貝殼狀斷口。橄欖石含量一般較少，但某些富堿的玄武巖中含量可達25％。一些過堿性玄武巖中還有大於5％的霞石或石榴子石，副礦物和亞堿性玄武巖基本相同，除鈦鐵礦、磁鐵礦、磷灰石外，還可有榍石。
玄武巖的次生變化常有綠泥石化、綠簾石化、泥化，絹雲母化，碳酸鹽化等。橄欖石還常有伊丁石化。
結構和構造 玄武巖多為斑狀結構，部分為無斑微晶隱晶質結構。基質多為微晶隱晶質結構，具體有粗玄結構、間隱結構、間粒結構、交織結構、玻璃質結構、玻基交織結構等。
玄武巖的構造常見有塊狀構造、氣孔構造、杏仁構造，有些玄武巖可有繩狀構造、渣狀構造、柱狀節理構造（圖1）等，一些水下噴發的玄武巖還常有枕狀構造。
圖1 玄武巖柱狀節理（廣東湛江）
分類 有多種：①根據主要礦物成分和結構構造劃分，如斑晶有較多的橄欖石，則稱為橄欖玄武巖；橄欖石大部分已變為伊丁石，則稱為伊丁玄武巖；斑晶主要為輝石，可稱為輝石玄武巖；主要礦物為鈉長石，稱為細碧巖等。②根據化學成分K2O＋Na2O對SiO2的關系可先劃分為亞堿性玄武巖和堿性玄武巖兩大亞類。亞堿性玄武巖又可根據Al2O3含量進一步分為兩個類型，即拉斑玄武巖(Al2O3>16％～17％)和高鋁玄武巖(Al2O3>16％～17％)。拉斑玄武巖再根據有無石英和橄欖石再劃分為橄欖拉斑玄武巖和石英拉斑玄武巖。若橄欖石標準礦物分子含量＞25％，則稱苦橄玄武巖（大洋玄武巖）。堿性玄武巖則根據霞石和橄欖石的含量劃分為三個主要種屬，即堿性橄欖玄武巖（霞石含量0～5%），堿玄巖（霞石＞5％、橄欖石＜5％），碧玄巖（霞石＞5％、橄欖石＞5％）。中國黑龍江省五大連池火山巖中有一種稱為“石龍巖”(shilongite)的是一種罕見的富鉀堿性玄武巖，SiO2明顯不足，其礦物成分特點是不含斜長石，富含堿性長石，次要礦物有橄欖石、透輝石，也可有白榴石。鉀玄巖是一種富鉀、鋇、銣而貧鈦的玄武巖種屬，礦物成分特點是有橄欖石、單斜輝石和基性斜長石，部分含透長石，可出現霞石標準礦物分子。③根據結構特征，玄武巖又可分為粒玄巖、隱晶質玄武巖、玻基玄武巖、玻璃質玄武巖（含水較多時，也叫橙玄玻璃）。④根據構造特征，玄武巖又可劃分為塊狀玄武巖、氣孔狀玄武巖、杏仁狀玄武巖、熔渣狀玄武巖、繩狀玄武巖（圖2）、枕狀玄武巖等。
圖2 繩狀玄武巖（黑龍江五大連池）
產狀與時代 主要產狀為大規模的熔巖流、熔巖被，有時也有火山碎屑物噴出形成火山錐體。此外也可見到巖床、巖墻和巖脈產出的。玄武巖形成的時代較寬，幾乎是各個地質時期都有。大陸上大面積玄武巖形成主要有三期：①前寒武紀時期，這期的玄武巖均已變質綠巖化，往往不易辨認。②晚二疊世，中國以雲貴川峨眉山玄武巖為代表。③侏羅紀到第三紀，中國以第三紀到第四紀為主，如黑龍江的五大連池等。
分佈 玄武巖是一種分佈最廣泛的火山噴出熔巖，有些地方覆蓋面積成千上萬平方千米，世界上玄武巖分佈最廣泛的地區有西伯利亞、印度、南非、阿根廷、巴西、烏拉圭、美國、冰島、蘇格蘭等地。著名的印度德幹高原玄武巖分佈面積達50萬平方千米，西伯利亞玄武巖面積為34萬平方千米。中國峨眉山玄武巖分佈面積也達26萬多平方千米。從區域構造環境看，不同類型的玄武巖分佈也有不同規律，拉斑玄武巖主要分佈在大洋中脊，高鋁玄武巖主要分佈在活動大陸邊緣和島弧中，堿性玄武巖主要分佈在大陸內裂谷帶地區。這種分佈規律比較清楚，如日本東海岸為拉斑玄武巖，日本本土為高鋁玄武巖，而朝鮮和中國東北地區絕大多數為堿性玄武巖。而且時代越新，向堿性演化的趨勢越清楚。
玄武巖也是構成月球的主要巖石之一（見月球地質）。
礦產 玄武巖與礦產的關系也較密切，常見的是銅鐵礦，主要與細碧巖有關的黃鐵礦型銅礦。玄武巖氣孔中常有方解石和矽質充填，有時可形成很好的冰洲石和瑪瑙礦床。有的玄武巖有地幔巖包體，包體中常有橄欖石、藍剛玉、紅色鋯石、石榴子石大晶體，可成為寶石原料。玄武巖還是鑄石和巖棉的主要原料，鑄石是很好的絕緣和耐磨耐壓材料，巖棉是很好的保溫和隔音材料。玄武巖經過化學風化，最後可形成鋁土礦。
成因 比較一致的看法是玄武巖是由地幔巖局部熔融形成的原生玄武巖漿，在適當的構造地質因素影響下，噴出地表直接冷卻固結形成的。但是不同種類的玄武巖漿其形成的具體條件不完全相同。如D.H.格林等人(1967)認為拉斑玄武質巖漿形成深度為0～15千米，高鋁玄武質巖漿形成深度為15～30千米，堿性玄武質巖漿形成深度為35～70千米。