Thành phần chính xác của cát khác nhau giữa các vùng, nhưng trong hầu hết các trường hợp, nó là hỗn hợp của silic điôxít, đá phong hóa và các khoáng chất địa phương, canxi cacbonat từ các rạn san hô và tàn tích của các sinh vật biển cực nhỏ. Tác động của sóng biển hoặc gió sẽ nghiền vật liệu này lại với nhau cho đến khi tất cả những gì còn lại chỉ là những mảnh vụn nhỏ.
Vật liệu tạo nên cát mang đến cho nó những đặc điểm riêng biệt. Hầu hết cát nội địa, bao gồm cả cát được tìm thấy trong sa mạc, bao gồm silicon dioxide hoặc thạch anh bị phong hóa thành các hạt nhỏ. Trong một số trường hợp, cát sa mạc cũng có thể bị thổi vào từ các vùng nước gần đó. Cát nhiệt đới thường là tàn tích của đá ngầm hoặc các sinh vật biển khác, đôi khi lẫn với thạch anh và các loại cát khoáng khác. Mặt khác, các bãi biển của Hawaii hầu như hoàn toàn là tàn tích canxi cacbonat của các sinh vật biển, vì các hòn đảo này không có sẵn nguồn thạch anh tự nhiên.
Cát có thể có các màu khác nhau tùy thuộc vào khoáng chất hoặc các vật liệu khác có trong cát. Cát canxi cacbonat có màu trắng sặc sỡ, trong khi cát hình thành từ hematit có thể có màu từ cam đến hồng. Olivin làm cho cát có màu xanh lục, trong khi sắt tạo màu vàng. Ở một số khu vực nhiệt đới, đá núi lửa và thủy tinh tạo ra cát có màu đen đậm.
