硬阳极氧化膜由两层组成。多孔厚外层生长在介电性能密集的内层上方，称为阻挡层。喷砂氧化后应立即染色。如果工件氧化后长时间暴露在空气中，膜间隙会收缩，可能会受到其他因素的污染，导致染色困难。如果不能染色，将待染色产品放入清水中。电子显微镜观察结果表明，几乎所有膜的垂直面和水平面都有垂直于金属表面的管状孔，通过膜的外层到达金属表面硬阳极氧化膜和金属界面的阻挡层。以每个孔为主轴，周围有致密阳极氧化铝形成的六角形蜂窝状结构，称为电池。整部电影由无数这样的细胞组成。

  阻挡层由无水阳极氧化铝组成，薄而致密，硬度高，具有防止电流通过的功能。阻挡层厚度约为0.03~0.05μm，占总厚度的0.5%~2.0%。除电解质阳离子外，阳极氧化膜的多孔外层主要由非晶阳极氧化铝和少量水合氧化铝组成。

  当电解质为硫酸时，薄膜中的硫酸盐含量通常为13%-17%。阳极氧化膜的优异性能主要取决于多孔外层的厚度和孔隙率，这与阳极氧化条件密切相关。