结合剂是粘合磨粒而制成各种砂轮的材料。结合剂种类及其性质，决定着砂轮的强度、硬度、耐热和耐腐蚀性能等。此外，结合剂对磨削的表面粗糙度和磨削温度也有一定的影响。 结合剂主要依据其自身的性能而定。
结合剂的种类很多，最常用的结合剂有以下几种：
陶瓷结合剂是一种无机结合剂，应用最为广泛。陶瓷结合剂磨具一般用于粗磨、半精磨，接触面积较大的成型磨削，超硬磨料烧结体的磨削等。采用陶瓷结合剂能制成各种粒度、硬度、组织、形状和尺寸的砂轮。其主要优点是：价格低廉、性能稳定，不受天气干湿、气温变化以及贮存时间长短的影响；耐热性能好，切削锋利，磨削效率高，磨削过程中不易发热和堵塞，热膨胀量小；耐腐蚀性好；陶瓷结合剂与磨粒的粘结力较大，砂轮磨损小，能较好地保持砂轮的外形轮廓，易控制加工精度。采用陶瓷结合荆制成的砂轮既可干磨，又能适应使用各种冷却液的磨削。
但由于陶瓷结合剂的脆性较大，弹性差，因而不能承受大的侧面扭曲力和冲击力，所以不能用于制造厚度较薄的薄片砂轮。另外，由于陶瓷结合剂在磨削时，摩擦和发热量较大，因而当砂轮或磨削用量选择不当时，容易引起工件烧伤和产生裂纹等。
树脂结合剂是一种有机结合剂。树脂结合剂本身弹性好，耐冲击，有抛光作用。采用树脂结合剂制造的砂轮强度高，可制造磨削速度高于52m/s的高速砂轮和很薄的砂轮。另外，树脂磨具自锐性能良好，不易堵塞；一次修整后很少再修整，磨削效率高，磨削粗糙度低，磨削温度低。正由于树脂结合剂磨具具备的这一系列的优越性能，在超硬磨料磨具中被广泛使用。树脂金刚石磨具用于硬质合金及钢结硬质合金工件及部分非金属材料的半精磨、精磨。树脂立方淡化硼磨具主要用于高钒高速钢的刃磨，工具钢、模具钢不锈钢、耐热合金钢工件的半精磨、精磨等。
由于该结合剂和磨粒的结合性较差，砂轮磨损快，不易保持外形轮廓，高温下结合剂还容易烧毁。树脂结合剂抗腐性也较差，性能不够稳定，容易受碱的侵蚀，所以湿磨时必须使冷却液中的含碱量小1.5%。过于潮湿的环境也会影响树脂砂轮的强度，因此要注意树脂砂轮的保管，存放时间不能太长（以一年为限）。
橡胶结合剂是以人工合成橡胶或天然橡胶为主要原料，并加入一定比划的硫磺、氧化锌等矿物与磨料混合，经150℃～200℃低温硫化而制得的磨具。
橡胶结合剂的弹性比树脂结合剂更大些，强度也高，可以制造很薄的砂轮。橡胶结合剂砂轮在磨削区域的高温作用下砂轮表面的结合剂逐渐老化变脆，磨钝的磨粒容易脱落，使砂轮工作表面上经常保持有新的锋利的磨粒，因而可以减少工件烧伤的可能性。同时，这种砂轮具有很强的抛光性能，可获得较低的表面粗糙度。但是，橡胶结合剂的砂轮组织紧密，气孔小，不能磨去很多的加工余量，因此一般不宜用于粗加工；橡胶结合剂的砂轮耐油性差，所以磨削时不能用油类作冷却液。
金属结合剂分青铜结合剂和电镀结合剂两种。青铜结合剂剐性好、强度高，耐磨性好、使用寿命长、形状保持性好，能承受较大的载荷。但其自锐性差，容易堵塞发热、修整困难。青铜结合剂金刚石磨具主要用于玻璃、陶瓷、石材、混凝土、半导体材料和超硬材料等金属材料的粗、精磨和切割，少量用于硬质合金的粗磨和成形磨削及各种材料的珩磨。
菱苦土结合剂是以锻烧氧化镁、氧化铁配制而成。在常温下即可硬化，无需焙烧工序，使用时需用水漆保护其非工作面。
为了改善上述各单一结合剂性能，可将几种结合剂混合使用，成为复合结合剂，如橡胶树脂结合剂、陶瓷金属结合剂等。
