二氧化硅（）有结晶形和无定形两种形态，其化学结构特点如下：
结晶形二氧化硅（以石英晶体为例）
空间网状结构：在石英晶体中，每个硅原子都以共价键与四个氧原子相结合，形成正四面体结构。硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子分别位于正四面体的四个顶点。
重复单元与连接方式：这种正四面体结构通过氧原子相互连接，每个氧原子被两个硅原子共用，从而在三维空间中形成连续的、无限延伸的空间网状结构。由于这种结构特点，石英晶体具有较高的硬度和熔点。例如，石英的莫氏硬度为7，熔点高达1713℃。
无定形二氧化硅
短程有序结构：无定形二氧化硅不像结晶形那样具有长程有序的规则结构，但在局部范围内，硅原子和氧原子的排列仍有一定规律，同样存在硅氧四面体结构单元。不过这些结构单元之间的连接相对无序，缺乏像晶体那样规整的周期性排列。
常见存在形式：无定形二氧化硅广泛存在于自然界中，如硅藻土就是一种富含无定形二氧化硅的矿物。在工业上，也常通过化学方法制备无定形二氧化硅，用于橡胶、塑料、涂料等众多领域，可作为增强剂、填充剂等，以改善材料的性能。