二氧化硅的化學式為SiO2。二氧化硅有晶態和無定形兩種形態。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等統稱硅石。純石英為無色晶體，大而透明的棱柱狀石英晶體叫做水晶，含微量雜質而呈紫色的叫紫水晶，淺黃、金黃和褐色的稱煙水晶。玉髓、瑪瑙和碧玉都是含有雜質的有色石英晶體。 SiO2陶瓷有很多種，如水晶、二氧化硅玻璃、光學玻璃纖維等。
（1）SiO2玻璃（石英玻璃） 二氧化硅玻璃在自然界也有存在，過去以硅砂和水晶作原料，在2000℃右的高溫下熔制成玻璃，稱為熔融石英玻璃。現在采用新的合成方法，可以制得新型二氧化硅玻璃。方法有以下兩種：
①化學氣相沉積法（CVD) 該法是將SiCl4氧化而得，其反應式表示如下： SiCl4 O2=SiO2十2Cl2 這種方法可以制得純度非常高、含水和過渡金屬氧化物極少的二氧化硅玻璃。
② 硅酸乙酯溶液水解法 硅酸乙酯 ［Si (C2H5) 4]溶液水解，凝膠化，加熱脫水后，可以獲得與高溫熔融SiO2一樣的玻璃。這種方法制得的玻璃純度高，可以在較低溫度下（1100℃左右）合成，但或多或少有少許水分殘留。
（2） 水晶 天然水晶是在特定環境下形成的。現在人們通過大量實驗，找到了人工合成水晶的方法，即利用高溫、高壓水熱法（溫度為360~370℃， 壓力為80~150MPa) ， 用二氧化硅、硅酸凝膠等來制造人造水晶。
SiO2玻璃具有非常優良的化學穩定性，極低的熱膨脹系數，優良的抗熱震性，良好的透明性，紫外線及紅外線的透過率高，電絕緣性好，使用溫度較高。 由于石英玻璃（熔融石英陶瓷）具有上述優良的性質，因此它的應用領域十分廣泛。如在化工、輕工中作耐酸、耐蝕容器、化學反應器的內襯、坡璃熔池磚以及墊板、隔熱材料等；在金屬冶煉中，作熔鋁及鋼液的輸送管道、泵的內襯、盛金屬熔體的容器、澆鑄口、高溫熱風管內襯等。熔融石英還可用來制作窯具。
水晶的化學純度高，化學穩定性好，除某些酸外，幾乎不溶于其他酸中，并具有壓電性及優良的光學性質。 水晶除用于裝飾材料和光學材料外，利用其壓電性及其他優良特性，可以制造用于振蕩電路的振蕩元件，還廣泛用于計算機、電視機、鐘表等。