Die Grundstruktur von Dreischicht-Tonminerale (oder 2:1-Tonmineralen) besteht aus zwei Tetraeder-Schichten, die eine Oktaeder-Schicht umgeben. Im Gegensatz zu den Zweischicht-Tonmineralen existiert kein fester Zusammenhang zwischen den Schichtpaketen, da sich immer gleichwertige O-Ionen der Tetraeder gegenüberstehen. Ein gewisser Zusammenhaltbesteht aufgrund der Schichtladung infolge des isomorphen Ersatzes, bei dem ein höherwertiges Zentralion der Tetraeder und Oktaeder ersetzt wird durch niederwertiges Ion. In den Tetraedern wird das Si⁴⁺ teilweise durch Al³⁺ ersetzt, in Oktaedern das Al³⁺ durch Fe²⁺ oder Mg²⁺. Daraus resultiert eine negative Ladung der äußeren Tetraederschichten, die als  permanente Ladung bezeichnet wird und durch austauschbare Kationen ausgegliechen wird. D.h. die negative Ladung im Mineralinneren wird durch Kationen kompensiert, die in der Zwischenschicht angeordnet sind und die Silikatschichten miteinander verbinden.

Der Illit ist der Hauptvertreter der glimmerartigen Tonminerale. Der durch isomorphen Ersatz in Tetraedern und Oktaedern bedingte große negative Ladungsüberschuß wird überwiegend durch fest in die Schichtpaketzwischenräume eingebaute K-Ionen kompensiert. Dieses "Zwischenschicht-Kalium" verhindert die Quellung und blockert weitgehend die inneren Oberflächen. Der Schichtflächenabstand ist nicht variabel, daher kann die Adsorbtion austauschbarer Ionen nur in Randszonen der Zwischenschichträume sowie an Außen-, Spalt- und Bruchflächen erfolgen. Illit entsteht bei der Verwitterung von  Glimmern (Muskovit und Biotit), verfügt aber im Unterschied zu den Glimmern über eine geringere Schichtladung, geringere K⁺-Gehalte und höhere H₂O-Gehalte. Der Name Illit ist abgeleitet vom US-Bundesstaat Illinois, wo Illit erstmals beschrieben wurde. Durch sein Vorkommen im Löss, Geschiebemergel und anderen Sedimentiten sowie die verschiedenen Bildungsmöglichkeiten im humiden Klima ist Illit (und seine Varietäten und Umwandlungsprodukte) das häufigste Bodentonmineral.

Das Dreischicht-Tonmineral Vermiculit ist typisch für Böden aus sauren Plutoniten (Granit) und entsteht meistens aus Biotit. In den Oktaederzentren dominieren Mg²⁺ und Fe²⁺ neben Fe³⁺ und Al³⁺, was zu einem positiven Ladungsüberschuss der Oktaeder führt. Der durch isomorphen Ersatz von Si⁴⁺ durch Al³⁺ verursachte hohe negative Ladungsüberschuss der Tetraeder wird somit ausgeglichen. Der verbleibende negative Ladungsüberschuß wird kompensiert durch austauschbare Zwischenschichtkationen (meist K⁺). Aufgrund des hohen isomorphen Ersatzes ist der Zwischenschichtabstand ist nicht so variabel (ähnlich wie bei Montmorillonit), Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen im Zwischenschichtraum und den O₂-Ionen der Tetraederschicht: erhöhen den Zusammenhalt der Schichtpakete.

Vermiculite sind in den Böden der gemäßigten Breiten neben Illiten die vorherrschenden K-Fixierer. Der Name kommt von lat. vermis = der Wurm, da er sich beim Erhitzen wurmartig aufrollt.

Montmorillonit ist ein Mg-reiches Dreischicht-Tonmineral mit einem schwachen isomorphen Ersatz von Si⁴⁺ durch Al³⁺ in den Tetraedern. Daraus resultiert ein nur lockerer Zusammenhalt zwischen den 2:1-Schichtpaketen sowie ein variabler Schichtpaketabstand bei innerkristalliner Quellung durch Eintritt von Wasser. Der nur mäßige isomorphe Ersatz des Al³⁺ durch Mg²⁺ in den Oktaedern bedingt eine hohe Kationenaustauschkapazität, da der negative Ladungsüberschuss vollständig durch austauschbare Ionen kompensiert wird (an inneren und äußeren Oberflächen). Montmorillonit entsteht aus dem Umbau von Glimmern und Illiten durch K-Verlust. Er tritt in Böden mit hohem Leistungspotential auf und ist in der Lage Ton-Humus-Komplexe zu bilden. Der Name ist abgeleitet von Montmorillon, einem Ort in Frankreich, wo das Mineral erstmals gefunden wurde.

Diese Minerale bilden - wie der Name schon sagt - auf Grund ihres struktuerellen Aufbaus einen Übergang zwischen Illit und Montmorilloniten sowie Vermiculiten. Sie variieren in ihren Eigenschaften, z.B. beim K-Gehalt, Quellbarkeit, Adsorbtionsfähigkeit, Kontraktilität (Fähigkeit der aufweitbaren Tonminerale sich bei Zufuhr von Kationen zusammenzuziehen). Zu den Übergangsmineralen zählen auch die Illite mit randlicher Aufweitung, aufgeweitete Illite sowie Wechsellagerungs-Minerale.