La classification de ces minéraux repose sur un découpage arbitraire mais universellement adopté de cette série continue, basé sur le pourcentage de la molécule d'anorthite (%An) dans le cristal. On distingue ainsi six membres principaux. L'albite contient de 0 à 10 % d'anorthite. L'oligoclase en contient de 10 à 30 %, avec une particularité souvent observée, la présence de reflets bleutés ou dorés nommés adularescence dans la variété connue sous le nom de pierre de lune. L'andésine, comprise entre 30 et 50 % d'anorthite, est moins fréquemment rencontrée en tant que minéral distinct nommé. La labradorite, dont la teneur en anorthite varie de 50 à 70 %, se signale par son chatoiement spectaculaire aux couleurs métalliques bleues, vertes, dorées ou cuivrées, un phénomène optique appelé labradorescence. La bytownite est une variété plus calcique, entre 70 et 90 % d'anorthite, plutôt rare. Enfin, l'anorthite constitue le pôle calcique pur, avec une teneur en anorthite allant de 90 à 100 %.

La structure cristalline des plagioclases est un assemblage tridimensionnel de tétraèdres SiO4 et AlO4 liés entre eux par leurs quatre sommets, formant une charpente ou tectosilicate. Les cations sodium et calcium, de grande taille, viennent se loger dans les cavités irrégulières laissées au sein de cette charpente anionique. Le système cristallin est le système triclinique, le moins symétrique des sept systèmes, ce qui a pour conséquence que les angles entre les axes cristallographiques ne sont jamais droits. Cette faible symétrie est directement responsable des propriétés optiques distinctives des plagioclases qui permettent de les identifier au microscope polarisant. La macle, un phénomène d'intercroissance régulière de plusieurs cristaux d'une même espèce minérale, est une caractéristique quasiment systématique et hautement diagnostique des plagioclases. La plus commune est la macle polysynthétique de l'albite, qui se manifeste par une série de lamelles parallèles, visibles à l'oeil nu sur les faces de clivage ou en lame mince sous le microscope, et produisant un aspect strié très caractéristique. D'autres lois de macles existent et se combinent fréquemment, comme la macle de Carlsbad et la macle du péricline. Leur présence et leur agencement forment des motifs complexes en "damier" ou en "hachures croisées" qui sont une clé d'identification irréfutable pour ces minéraux.

Les propriétés physiques varient de manière systématique et subtile avec la composition chimique. La densité augmente progressivement avec la teneur en calcium, passant d'environ 2,62 pour l'albite à 2,76 pour l'anorthite, car l'atome de calcium est plus lourd que le sodium. La dureté sur l'échelle de Mohs est d'environ 6 pour tous les membres de la série; ils peuvent donc rayer le verre. Le clivage est une propriété fondamentale pour la diagnose macroscopique. Les plagioclases présentent deux plans de clivage formant un angle de 86° à 87° environ, une valeur légèrement différente des 90° de l'orthose, ce qui permet de distinguer les deux familles de feldspaths sur un échantillon. L'éclat est vitreux à nacré sur les surfaces de clivage.

Sur le plan optique, la variation de composition entraîne un changement continu des indices de réfraction et de l'angle des axes optiques, ce qui fait des plagioclases le sujet d'application par excellence de méthodes d'identification précises, comme la méthode de la macle de l'albite au microscope polarisant.

La présence d'un plagioclase spécifique est un indicateur pétrologique de premier ordre. L'albite est typique des roches magmatiques acides, comme les granites et les pegmatites, et se rencontre aussi dans des roches métamorphiques de bas degré. L'oligoclase se trouve couramment dans les granites et les granodiorites. L'andésine et le labrador sont les plagioclases caractéristiques des roches magmatiques intermédiaires, telles que les andésites et les diorites, et basiques comme les basaltes et les gabbros. La bytownite est plus rare, présente dans certains gabbros et anorthosites très calciques, tandis que l'anorthite se rencontre dans les roches basiques et ultrabasiques ainsi que dans les calcaires métamorphisés de haute température, les skarns.

Ce lien étroit entre la composition du plagioclase et le type de roche a été formalisé par le concept de "série de réaction continue de Bowen". Lors de la cristallisation d'un magma basaltique, le premier plagioclase à se former est très calcique, proche de l'anorthite. À mesure que la température baisse, le cristal déjà formé réagit avec le liquide résiduel, s'enrichissant progressivement en sodium pour aboutir à une composition plus albitique. Si la réaction est incomplète, un zonage se développe, le cœur du cristal étant plus calcique que sa périphérie. Cette histoire magmatique figée dans le minéral est un outil puissant pour reconstituer l'évolution thermique et chimique des chambres magmatiques. Au-delà des roches magmatiques, la composition d'un plagioclase métamorphique renseigne sur les conditions de pression et de température qu'a subies sa roche hôte. Dans les zones de subduction, l'étude de la transformation du plagioclase en minéraux de haute pression est fondamentale.

Enfin, l'altération et les utilisations des plagioclases méritent d'être mentionnées. En présence d'eau et d'agents atmosphériques, ils sont sujets à l'hydrolyse, se transformant en minéraux argileux comme la kaolinite ou la séricite, un processus essentiel dans la formation des sols. La présence de plagioclases dans une roche la rend plus vulnérable à la météorisation chimique qu'une roche riche en quartz. Certaines variétés sont employées comme pierres ornementales et gemmes. Le labrador, avec sa labradorescence, et l'oligoclase "pierre de lune" sont très prisés en joaillerie. Enfin, des roches riches en plagioclases calciques, comme l'anorthosite, sont utilisées dans la fabrication de céramiques, de verre et de matériaux de construction.