Khác với sản phẩm gốm đất nung, sứ Bát Tràng là sản phẩm cao cấp nên đất để làm cần được tuyển chọn kỹ trước khi sản xuất sản phẩm. Với mỗi loại đất khác nhau sẽ có các đặc điểm về vật lý chịu nhiệt chịu lực khác nhau, đất sản xuất chủ yếu là đất Trúc Thôn và đất Cao lanh (kaolin)

Chọn đất

Điều quan trọng đầu tiên để hình thành nên các lò gốm là nguồn đất sét làm gốm. Những trung tâm sản xuất gốm thời cổ thường là sản xuất trên cơ sở khai thác nguồn đất tại chỗ. Làng gốm Bát Tràng cũng vậy, sở dĩ dân làng Bồ Bát chọn khu vực làng Bát Tràng hiện nay làm đất định cư phát triển nghề gốm vì trước hết họ đã phát hiện ra mỏ đất sét trắng ở đây. Đến thế kỉ 18, nguồn đất sét trắng tại chỗ đã cạn kiệt nên người dân Bát Tràng buộc phải đi tìm nguồn đất mới. Không giống như tổ tiên, dân Bát Tràng vẫn định cư lại ở các vị trí giao thông thuận lợi và thông qua dòng sông bến cảng, dùng thuyền toả ra các nơi khai thác các nguồn đất mới. Từ Bát Tràng ngược sông Hồng lên vùng Sơn Tây, Phúc Yên, rẽ qua sông Đuống, xuôi dòng Kinh Thầy đến Đông Triều, khai thác đất sét trắng ở Hồ Lao, Trúc Thôn.

Đất sét Trúc Thôn có độ dẻo cao, khó tan trong nước, hạt mịn, màu trắng xám, độ chịu lửa ở khoảng 1650°C. Thành phần hoá học (tính trung bình theo % trọng lượng) của đất sét Trúc Thôn như sau: Al203: 27,07; Si02: 55,87; Fe203 1,2; Na2O 0,7; CaO 2,57; MgO 0,78; K2O: 2,01; Ti02: 0,81. Tuy là loại đất tốt được người thợ gốm Bát Tràng ưa dùng nhưng sét Trúc Thôn cũng có một số hạn chế như chứa hàm lượng ôxít sắt khá cao, độ ngót khi sấy khô lớn và bản thân nó không được trắng.

Cao lanh có nguồn gốc tên gọi từ Cao Lĩnh thổ (tức đất Cao Lĩnh, là đất sét trắng tại Cao Lĩnh), một khu vực đồi tại Cảnh Đức Trấn, Giang Tô, Trung Quốc. Các mỏ đất sét trắng tại đây được khai thác để làm nguồn nguyên liệu sản xuất đồ sứ Trung Quốc. Tên gọi kaolin được các giáo sĩ dòng Tên người Pháp du nhập vào châu Âu trong thế kỷ 18 và khi được phiên âm ngược trở lại tiếng Việt thì nó đã trở thành cao lanh.

Công nghiệp sản xuất đồ gốm: công nghiệp sản xuất sứ, gốm sứ dân dụng, sứ mỹ nghệ, dụng cụ thí nghiệm, sứ cách điện, sứ vệ sinh, v.v. đều sử dụng chất liệu chính là kaolin; chất liệu kết dính là sét chịu lửa dẻo, có mầu trắng. Chất lượng kaolin đòi hỏi rất cao và phải khống chế các oxit tạo mầu (Fe2O3 và TiO2). Hàm lượng Fe2O3 không được quá 0,4-1,5 %; TiO2 không quá 0,4-1,4 %; CaO không quá 0,8 % và SO3 không quá 0,4 %

Xử lí, pha chế đất

Trong đất nguyên liệu thường có lẫn tạp chất, ngoài ra tuỳ theo yêu cầu của từng loại gốm khác nhau mà có thể có những cách pha chế đất khác nhau để tạo ra sản phẩm phù hợp. Ở Bát Tràng, phương pháp xử lí đất truyền thống là xử lí thông qua ngâm nước trong hệ thống bể chứa, gồm 4 bể ở độ cao khác nhau.

Bể thứ nhất ở vị trí cao hơn cả là “bể đánh” dùng để ngâm đất sét thô và nước (thời gian ngâm khoảng 3-4 tháng). Đất sét dưới tác động của nước sẽ bị phá vỡ kết cấu hạt nguyên thuỷ của nó và bắt đầu quá trình phân rã (dân gian gọi là ngâm lâu để cho đất nát ra). Khi đất đã “chín” (cách gọi dân gian), đánh đất thật đều, thật tơi để các hạt đất thực sự hoà tan trong nước tạo thành một hỗn hợp lỏng. Sau đó tháo hỗn hợp lỏng này xuống bể thứ hai gọi là “bể lắng” hay “bể lọc”. Tại đây đất sét bắt đầu lắng xuống, một số tạp chất (nhất là các chất hữu cơ) nổi lên, tiến hành loại bỏ chúng.

Sau đó, múc hồ loãng từ bể lắng sang bể thứ ba gọi là “bể phơi”, người Bát Tràng thường phơi đất ở đây khoảng 3 ngày, sau đó chuyển đất sang bể thứ tư là “bể ủ”. Tại bể ủ, ôxit sắt (Fe2O3) và các tạp chất khác bị khử bằng phương pháp lên men (tức là quá trình vi sinh vật hoá khử các chất có hại trong đất). Thời gian ủ càng lâu càng tốt.

Công nghệ xử lý đất ngày nay

Ngày nay các công đoạn xử lý đất đã thay đổi nhiều bới áp dụng kỹ thuật vào sản xuất, giúp tăng năng xuất, giảm thời gian khi xử lý. Các loại đất thô từ mỏ mang về được chộn với nhau theo một tỷ lệ, tỷ lệ pha chế này được giữ kín, hỗn hợp đất được cho vào một bình nghiền cùng với một lượng nước vừa đủ. Sau đó bình nghiền sẽ hoạt động liên tục trong thời gian 24h-48h để cho ra một sản phẩm gọi là hồ. Tại đây hồ được khử sắt bằng từ tính bởi một thiết bị cho vào bể chứa hồ, sau khi khử hết sắt trong hồ sẽ được chuyển qua bể chứa hoặc chuyển lên bể lắng để lấy đất dẻo