La sabbia è composta da tutti i tipi di rocce e minerali, quindi le sue proprietà chimiche variano notevolmente. La maggior parte della sabbia è costituita da quarzo, che è in gran parte ossido di silicio. Fisicamente, la sabbia è composta da minuscoli grani sciolti di rocce o minerali che sono più grandi del limo ma più piccoli della ghiaia.
Il quarzo è un minerale molto duro, con un punteggio di 7 sulla scala di durezza Mohs. Il quarzo puro è trasparente a traslucido e i cristalli sono spesso esagonali.
Un sacco di sabbia, specialmente quella che si trova sulle spiagge, è fatta di basalto, una roccia ignea estrusa dai vulcani. Gran parte della crosta degli oceani della Terra è fatta di basalto. Il basalto è mafico, il che significa che è fatto di minerali di ferro e magnesio, come il plagioclasio e il pirosseno. Altri tipi di sabbia sono costituiti da minuscoli pezzi di corallo e gusci di lumache e molluschi.
La sabbia può anche venire in molti colori. Alcune spiagge delle Hawaii sono famose per la sabbia nera, mentre le spiagge dei Caraibi sono famose per la sabbia rosa. Poiché la sabbia è composta da così tanti materiali, è possibile studiare i granelli di sabbia al microscopio e scoprire da dove provengono e di cosa sono fatti.