Ở các nước không nhiệt đới, thành phần chính của cát là silica, do đó, công thức hóa học của cát là SiO2. Trong silica, tỷ lệ giữa số nguyên tử silic với số nguyên tử oxy là 1: 2.
Trong cát, silica này thường tồn tại ở dạng thạch anh. Thạch anh có công thức hóa học là SiO2 và sử dụng cấu trúc tinh thể trong đó mỗi nguyên tử silicon được gắn với bốn nguyên tử oxy và mỗi nguyên tử oxy được gắn với hai nguyên tử silicon. Ở một số nước, cát cũng được tạo thành từ canxi cacbonat. Công thức hóa học của canxi cacbonat là CaCO3.
