天然石英砂的提纯技术直接决定以天然石英矿为原料熔制石英玻璃的材料性能。特别是，石英晶体结构中的杂质离子是形成石英玻璃气泡、杂质缺陷的主要因素之一。金属杂质的存在对石英玻璃材料的固有性质影响非常大，损害石英玻璃的透过率、软化点、折射率、荧光、膨胀系数等性能。

石英砂的主要化学成分是二氧化硅，而含硅量的多少也决定了石英砂的纯度，同时决定了石英砂用途的不同。

石英砂来源于各种岩浆岩，沉积岩和变质岩，重质矿物较少，伴生矿物为长石、云母和黏土矿物。石英岩分沉积成因和变质成因两种，前者碎屑颗粒与胶结物的界限不明显，后者指变质程度深、质纯的石英岩矿石。脉石英是由热液作用形成，几乎全部由石英组成，致密块状构造。