A fórmula química do quartzo é SiO2. Isso significa que um mol de quartzo contém um mol de átomos de silício e dois moles de átomos de oxigênio. No entanto, um átomo de silício está localmente ligado a quatro outros átomos de oxigênio na estrutura cristalina do quartzo.
O quartzo existe como um arcabouço contínuo de átomos dispostos em uma tesselação tetraédrica. Neste mosaico, um átomo de silício está ligado a quatro átomos de oxigênio, enquanto um átomo de oxigênio está ligado a dois átomos de silício. Isso significa que a unidade de repetição da estrutura cristalina contém apenas um átomo de silício e dois átomos de oxigênio, dando a fórmula química SiO2.