沙子最一般的成分為二氧化矽（SiO₂），通常為石英的形式，因其化學性質穩定和質地堅硬，足以抗拒風化。但其成分還是會因當地岩石種類及狀況而不同。

二氧化矽化學性質：

化學性質比較穩定。不跟水反應。是酸性氧化物，不跟一般酸反應。氣態氟化氫跟二氧化矽反應生成氣態四氟化矽。跟熱的濃強鹼溶液或熔化的鹼反應生成矽酸鹽和水。跟多種金屬氧化物在高溫下反應生成矽酸鹽。二氧化矽的性質不活潑，它不與除氟、氟化氫以外的鹵素、鹵化氫以及硫酸、硝酸、高氯酸作用（熱濃磷酸除外）。

常見的濃磷酸（或者說焦磷酸）在高溫下即可腐蝕二氧化矽，生成雜多酸[2]，高溫下熔融硼酸鹽或者硼酐亦可腐蝕二氧化矽，鑑於此性質，硼酸鹽可以用於陶瓷燒製中的助熔劑，除此之外氟化氫也可以可使二氧化矽溶解的酸，生成易溶於水的氟矽酸： 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O

二氧化矽一般情況下不與水反應，即與水接觸不生成矽酸，但人為規定二氧化矽為矽酸的酸酐。

二氧化矽結構在大多數微電子工藝感興趣的溫度範圍內，二氧化矽的結晶率低到可以被忽略。儘管熔融石英不是長範圍有序，但它卻表現出短的有序結構，它的結構可認為是4個氧原子位於四面體的頂點上。多面體中心是一個矽原子。這樣，每4個氧原子近似共價鍵合到矽原子。