二氧化硅又稱硅石，化學式SiO₂。自然界中存在有結晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。
結晶二氧化硅因晶體結構不同，分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體，大而透明棱柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質的水晶帶有不同顏色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是細小的石英晶體，有黃砂(較多的鐵雜質)和白砂(雜質少、較純凈)。二氧化硅晶體中，硅原子的4個價電子與4個氧原子形成4個共價鍵，硅原子位于正四面體的中心，4個氧原子位于正四面體的4個頂角上，許多個這樣的四面體又通過頂角的氧原子相連，每個氧原子為兩個四面體共有，即每個氧原子與兩個硅原子相結合。SiO₂是表示組成的最簡式，僅是表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個數之比。二氧化硅是原子晶體。

SiO₂中Si—O鍵的鍵能很高，熔點、沸點較高（熔點1723℃，沸點2230℃）。折射率大約為1.6.

各種二氧化硅產品的折射率為：石英砂為1.547；粉石英為1.544；脈石英為1.542；硅藻土為1.42~1.48；氣相白炭黑為1.46；沉淀白炭黑為1.46。

自然界存在的硅藻土是無定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遺體，為白色固體或粉末狀，多孔、質輕、松軟的固體，吸附性強。

二氧化硅的用途非常廣泛，涉及到各個領域，是一種非常重要的無機非金屬材料。

1、在陶瓷領域里在某些陶瓷中添加二氧化硅后，可以提高陶瓷的硬度和耐久性。

2、在橡膠和塑料工業(yè)中二氧化硅可以作為填料增強橡膠和塑料的硬度和耐久性。

3、在電子工業(yè)中二氧化硅被用作制造電子元件、集成電路和太陽能電池等的材料。

4、在光學儀器中，二氧化硅可作為制造各種光學鏡片、棱鏡和透鏡等的材料。