Les météorites mixtes sont constituées d'un mélange à peu près égal d'alliage fer-nickel et de silicates. Les météorites mixtes demeurent très rares, un peu plus d'une centaine ont été répertoriées dans le monde à ce jour. Deux classes sont représentées par un nombre respectable de spécimens, ce sont les pallasites et les mésosidérites. D'autres groupes existent, mais ils comprennent des spécimens rares, voire même uniques.

Les pallasites sont probablement les plus belles météorites. Ces météorites proviennent de corps-parents différenciés. Entre les métaux concentrés au centre et les silicates composant la croûte, il y a un amalgame des deux matières. Les pallasites sont constituées d'olivine cristalline de couleur verte ou jaune imbriquée dans un alliage de fer et de nickel présentant les figures de Widmanstätten. Les grains d'olivine emprisonnés dans la matrice métallique sont de forme arrondie.

Les mésosidérites sont différentes à maints égards. Le mélange des métaux et des silicates est beaucoup plus fin. Les composants minéraux ne sont pas ronds, mais plutôt angulaires, ce qui suggère une formation suite à un choc. Ces météorites se seraient formées à la suite d'une violente collision entre deux astéroïdes : l'un riche en fer et nickel, l'autre riche en silicates.