La formula chimica del quarzo è SiO2. Ciò significa che una mole di quarzo contiene una mole di atomi di silicio e due moli di atomi di ossigeno. Tuttavia, un atomo di silicio è localmente legato a quattro altri atomi di ossigeno nella struttura cristallina del quarzo.
Il quarzo esiste come una struttura continua di atomi disposti in una tessellation tetraedrica. In questa tassellazione, un atomo di silicio è legato a quattro atomi di ossigeno, mentre un atomo di ossigeno è legato a due atomi di silicio. Ciò significa che l'unità ripetitiva della struttura cristallina contiene solo un atomo di silicio e due atomi di ossigeno, dando la formula chimica SiO2.