Изучение вещественного состава и цвета морен является фундаментом литологического анализа, но эти методы имеют и свои ограничения, главным образом из-за сложности геологического строения гор. В результате не всегда удается сопоставить между собой вещественный состав морен, расположенных даже в соседних долинах. Наилучшие возможности для анализа состава морен открываются в тех случаях, когда ледник пересекает несколько разнородных геологических структур. Напротив, наименее ценная информация извлекается при однородном геологическом строении трога (на Кавказе, например, есть троги, целиком заложенные в глинистых сланцах).
Надо сказать, что вещественный состав морен не говорит о том, как разрушается ледниковое ложе, перемещаются и в дальнейшем откладываются обломки в ледниках. Здесь на помощь исследователю приходят структурные методы, характеризующие внешние признаки материала морен: размеры и форму частиц, характер их поверхности и количественное соотношение отдельных компонентов.
Набор структурных методов довольно широк. Остановимся лишь на некоторых из них. Хорошие результаты для выявления условий формирования морен дает гранулометрический анализ. Давно известно, что морены состоят из частиц разной размерности, но важно знать их соотношение. Даже просеивание на простых ситах без последующего взвешивания убеждает, что мелкозем горных морен в основном состоит из гравия и песка, тогда как более тонких частиц мало. Отсюда можно сделать вывод, что в горных ледниках моренный материал в большей степени образуется за счет дробления пород ложа, чем за счет их истирания. Однако для более обоснованных заключений требуется тщательное изучение гранулометрических спектров морен на массовом материале.
Еще более простой, но довольно эффективный метод заключается в измерении формы камней. Массовые замеры осей обломков с последующей статистической обработкой данных открывают путь для познания гляциологических обстановок. В этой связи интересно заметить, что валуны, испытавшие ледниковую обработку, по форме сходны с кристаллами льда в придонных слоях ледников. Изучая камни, особое внимание следует уделять таким специфическим следам пребывания в движущемся льду, как штрихи, борозды, шрамы, сколы. Нередко камни в моренах имеют четкую форму утюга. Учет числа их тоже может стать источником важной информации.
Было бы неверно сводить структурные методы только к простым измерениям. Применение электронной микроскопии позволило обнаружить мельчайшие проявления ледниковой обработки на поверхности кварцевых и гранатовых зерен. Выяснилось также, что зерна минералов в моренах имеют определенную упорядоченность и развернуты длинными осями по направлению движения льда в ледниках. Однако такой микроскопический анализ шлифов из монолитов моренного мелкозема скорее относится к текстурным исследованиям.