自然界中存在有結晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。

　二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構成了巖石。天然二氧化硅稱為硅石，約占地殼質量的12%，其存在形式有結晶態和無定形態兩種。石英晶體是結晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。石英中無色透明的晶體是通常所說的水晶。具有彩色環帶狀或層狀的稱為瑪瑙（含有雜質）。

　　二氧化硅礦物是指化學式相同(SiO₂)，但結構有差異的礦物，這些礦物統稱為類質異像體，主要包括石英、方石英和鱗石英。這些礦物在地球上主要存于花崗巖、砂巖和黑硅巖中，而月球上幾乎缺乏，主要原因是：化學成分演化上，月球形成一個低硅、高鋁的月殼，高硅的花崗質巖石極為稀少；月球在演化上缺乏像地球一樣有一個可以結晶出二氧化硅礦物的水系和熱水體系。盡管二氧化硅礦物在月球巖石上極為稀少，但對月球巖石的分類和成因的研究具有重要的作用。

　　月球上的石英礦物最早是在幾塊類花崗巖碎處中發現的，在霏細巖中同時也充填了不少方石英礦物，從其微細結構和成分的分析表明，這些石英實際上是由方石英變化過來的。后來在粗晶狀的月球花崗巖碎塊中也發現有石英礦物，根據其同位素的分析結果，這些礦物是41億年左右，在較深的環境下結晶形成的，說明這些石英不是在巖漿巖形成期間結晶形成的。

　　月海武巖中的二氧化硅礦物絕大多數是方石英，體積百分數最多可達5%，幾乎沒有石英礦物，只有在細晶狀月海玄武巖中才存在少量的石英礦物，這些方石英具有典型的雙晶結構表明：在熔漿冷卻過程中，從高溫到低溫條件下形成的方石英都有。另外，在一些粗晶狀的月海玄武巖中也同時存在方石英和鱗石英，但從結構特征看，方石英是由鱗石英轉變的，因為鱗石英一般是鑲嵌在于不規則的顆粒之間。