二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子构成4个共价键，硅原子坐落正四面体的中心，4个氧原子坐落正四面体的4个顶角上，SiO₂是表明组成的最简式，仅是表明二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。二氧化硅是原子晶体。

  自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低一级水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强。

  结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而通明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不一样的色彩，有紫水晶、茶晶等。一般的砂是细微的石英晶体，有黄砂（较多的铁杂质）和白砂（杂质少、较纯洁）。