二氧化硅的分子式是SiO₂，二氧化硅是地壳矿物中含量最丰富的氧化物，地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%。二氧化硅在自然界中多数以晶体形式（如石英）存在，因晶体结构不同可分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶；若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等；普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。

在工业制造中可以生产各种形式的无定型二氧化硅（非晶态），包括胶体二氧化硅（硅溶胶）、气相二氧化硅和沉淀二氧化硅（俗称白炭黑）等。