Cát bao gồm tất cả các loại đá và khoáng chất, vì vậy các tính chất hóa học của nó rất khác nhau. Hầu hết cát được làm từ thạch anh, mà phần lớn là oxit silic. Về mặt vật lý, cát được tạo thành từ các hạt đá hoặc khoáng chất nhỏ, rời rạc có kích thước lớn hơn phù sa nhưng nhỏ hơn sỏi.
Thạch anh là một khoáng chất rất cứng, xếp hạng 7 trong thang độ cứng Mohs. Thạch anh nguyên chất có màu trong suốt đến mờ và các tinh thể thường có hình lục giác.
Nhiều cát, đặc biệt là cát được tìm thấy trên các bãi biển, được tạo thành từ đá bazan, một loại đá lửa đùn ra từ núi lửa. Phần lớn lớp vỏ của các đại dương trên Trái đất được tạo ra từ đá bazan. Bazan là mafic, có nghĩa là nó được tạo ra từ các khoáng chất sắt và magiê, chẳng hạn như plagioclase và pyroxene. Các loại cát khác được tạo thành từ những mảnh san hô nhỏ, vỏ ốc và ngao nghiền nát.
Cát cũng có thể có nhiều màu. Một số bãi biển ở Hawaii nổi tiếng với cát đen, trong khi các bãi biển ở Caribe nổi tiếng với cát hồng. Vì cát được cấu tạo từ rất nhiều vật liệu, nên có thể nghiên cứu các hạt cát dưới kính hiển vi và khám phá nguồn gốc của chúng và chúng được làm bằng gì.
