Fosfaattikaivostoimintaan kuuluu malmien louhinta, joka sisältää kemiallisia yhdisteitä, jotka sisältävät runsaasti fosfaatti -ionia sisältäviä aineita. Nämä malmit vaihtelevat koostumukseltaan, ja erilaiset fosfaattikivilajikkeet vaativat erilaisia kaivostekniikoita. Kaivostetun malmin käsittely tapahtuu louhinnan jälkeen. Lopuksi kaivospaikat kunnostetaan minimoimaan kaivosprosessista aiheutuvat pitkäaikaiset ympäristövahingot.
Monissa erilaisissa kemiallisissa prosesseissa käytetään fosfaatteja, ja fosfaatin louhinta on yksi tärkeimmistä fosforin lähteistä käytettäväksi kemiallisten lannoitteiden synteesissä. Fosfaattiesiintymät ovat epäorgaanisia, mutta ne muodostuvat usein kaukaisen menneisyyden biologisen toiminnan seurauksena. Kuuluisa esimerkki tästä prosessista on Naurun saari, joka koostui erittäin rikkaista fosfaattiesiintymistä, jotka syntyivät valtavan lintuguanon kerääntymisen vuoksi. Samanlaisia kerrostumia muodostui aiemmilla geologisilla aikakausilla.
Fosfaattikiven uuttamiseen käytetyt erityiset prosessit riippuvat sen alueen maantieteellisistä ominaisuuksista, jolla mineraaliesiintymät sijaitsevat. Suurin osa fosfaattikaivoksista suoritetaan avolouhoksena eikä maanpäällisenä. Tyypillisessä kaivostoiminnassa maaperän kerros ja muu materiaali poistetaan ja sijoitetaan jo louhituille alueille. Suuret dragline -kaivukoneet poistavat sitten fosfaattikiven maasta. Jos fosfaattikivi on hyvin lähellä pintaa, maaperän järjestelmällinen poistaminen ei ehkä ole tarpeen.
Seuraavaksi fosfaatti uutetaan ja puhdistetaan. Harvat fosfaattikerrostumat ovat riittävän puhtaita erotusprosessin poistamiseksi. Erityinen menetelmä fosfaatin erottamiseksi muista mineraaleista vaihtelee malmin tarkan koostumuksen mukaan. Useimmissa tapauksissa vettä käytetään kuitenkin kiven muuttamiseen mineraalilietteeksi, josta seulonta- ja suodatusprosessien yhdistelmä voi uuttaa suhteellisen puhdasta fosfaattia. Erotusprosessi voi vaatia suuria määriä vettä, sähköä tai muita kemikaaleja fosfaattikiven koostumuksesta riippuen.
Fosfaattikaivos tuottaa erilaisia lopputuotteita. Kemiallisia lannoitteita tuotetaan suuria määriä, ja ne ovat tärkeitä laajamittaisen teollisen maatalouden menestyksen kannalta monissa maissa, erityisesti maissa, joissa maaperä on suhteellisen vähäistä. Fosforihappoa tuotetaan myös suuria määriä, ja sitä käytetään yhdessä muiden fosfaattikaivosteollisuuden tuotteiden kanssa teollisessa kemiassa.
Kaivos- ja louhintaprosessien päätyttyä syntyneet jätteet on käsiteltävä. Vanhemmilla kaivostoiminnoilla oli huono tulos tässä suhteessa, ja ne jättivät usein jälkeensä valtavia karuja autiomaita. Esimerkiksi Naurun saari tuhoutui olennaisesti fosfaattikaivoksella.
Nykyaikaisemmissa kaivostoiminnoissa korostetaan enemmän ympäristövaikutusten vähentämistä. Nämä kaivokset keskittyvät veden ja kemikaalien tehokkuuden parantamiseen malmin käsittelyssä, ja monet ovat saavuttaneet erittäin korkean veden uudelleenkäyttöasteen. Nykyaikaiset kaivokset käyttävät myös resursseja kaivostoiminnan vahingoittamien alueiden ekosysteemien korjaamiseen, usein vaihtamalla pintamaa ja lisäämällä puita ja ruohoja uudelleen.