Thành phần hóa học của cát chủ yếu là SiO2, hoặc silica. Silica, còn được gọi là thạch anh, là một loại khoáng chất tạo nên hầu hết các loại cát như cát bãi biển.
Thạch anh, không dễ bị vỡ, có thể được tìm thấy trong nhiều loại đá khác nhau. Đá hoa cương, là một loại đá plutonic và sa thạch, là một loại đá trầm tích, cả hai đều có hàm lượng thạch anh cao. Quá trình phong hóa hóa học và cơ học tạo thành cát. Hạt cát có tròn và nhẵn hay có góc cạnh hay không còn tùy thuộc vào cách nó di chuyển xuống phía dưới.
Tại Hoa Kỳ, hạt cát được chia thành 5 loại tùy theo kích thước: rất mịn, mịn, trung bình, thô và rất thô.
