Podobnie jak w przypadku innych planetoid z rodziny Eunomii, w skład jej powierzchni wchodzą przede wszystkim krzemiany z domieszkami niklu i żelaza. Zidentyfikowano też bogate w wapń pirokseny i oliwin. Dokładne badania za pomocą metod spektroskopowych ujawniają duże zróżnicowanie budowy powierzchni Eunomii. Występują regiony, gdzie dominuje oliwin i metale, a są one ubogie w piroksen. Istnieje też mniejszy region na jednej półkuli, gdzie znacząco dominuje piroksen i komponenty bazaltowe. Najprawdopodobniej zatem Eunomia miała w swej historii epizody związane z procesami magmotwórczymi we wczesnych stadiach rozwoju Układu Słonecznego.
Ze względu na swój różnorodny skład powierzchni przypuszcza się, że Eunomia mogła być kiedyś częścią dużo większego ciała, które zostało rozbite w wyniku zderzenia z innym dużym obiektem, odsłaniając różne warstwy pod powierzchnią. Również skład i budowa innych członków rodziny planetoidy Eunomii wskazuje na występowanie obiektów, które mogłyby być kiedyś jednym ciałem z Eunomią (np.