Грязеобразование — очень сложный и длительный процесс, продолжающийся и в настоящее время. В нем, кроме частиц глины, песка, минеральных солей, остатков растительных и животных организмов, участвуют различные микроорганизмы, жизнедеятельность которых определяет ряд важных лечебных свойств грязи.

Сакская грязь — эластичная, маслянистая, черная, с запахом сероводорода. По консистенции и пластичности напоминает крем. В ее состав входят вода, растворимые соли натрия, калия, кальция, магния, нерастворимые соединения (окислы железа, калия, кальция, магния и др.), органические вещества (углеводы, жиры, нафтеновые кислоты и др.), различные микроэлементы (итрий, итербий, ванадий и другие). Установлено также присутствие в лечебной грязи гормонов, витаминоподобных (каротин), фолликулиноподобных, пенициллиноподобных, гуминовых, битуминозных и других веществ. Содержит она и так называемые биогенные стимуляторы — вещества, усиливающие жизнеспособность организма, его сопротивляемость болезням. Лечебная грязь обладает антимикробными свойствами, т. е. способностью задерживать или прекращать рост, развитие многих болезнетворных микробов; вся масса насыщена сероводородом. Активное воздействие на организм человека оказывают все компоненты и свойства грязи: физические, химические, биологические. Под влиянием грязелечения происходят сложные процессы в нервной системе больного, эндокринных железах, в крови. В организме активизируются силы, способные победить болезнь.
Исследование свойств лечебной грязи и рапы Сакского озера, разработка режима питания водоема морской водой связаны с именами видных русских и советских ученых: А. А. Вериго, Е. С. Бурксера, А. А. Двойченко, П. А. Кашинского, Б. В. Перфильева, С. А. Щукарева, А. И. Дзенс-Литовского, А. Н. Бунеева и др. В 1917 г. здесь в составе экспедиции профессора П. А. Кашинского проводил исследования будущий & академик А. Е. Ферсман. «С раннего утра могучая фигура Александра Евгеньевича маячила на озере, дамбах, перемычках соляных бассейнов,— вспоминал впоследствии А. И. Дзенс-Литовский.— Босиком, по колено в соленой ране, бродил Ферсман по озеру, набивая карманы образцами озерного гипса и Друзами солей». Ему первому удалось определить хронологию Сакского озера по слоистому строению кристаллов гипса. А. Е. Ферсман установил также, что образование гипсовой корки на дне есть результат неосторожного вмешательства человека в режим водоема.