Kvartsi kuuluu hohkasilikaattien ryhmään, ja sillä on trigoninen [[kidejärjestelmä]]. Se koostuu Piihappitetraedrien[[pii (alkuaine)|pii]]-[[happi]]-tetraedrien muodostamasta verkkomaisesta rakenteesta. Rakenne on hyvin väljä, minkä vuoksi kvartsin [[tiheys]] on varsin alhainen (2,65 g/cm<sup>3</sup>). Kvartsin sidokset ovat hyvin lujia, mikä antaa sille sen tyypillisen [[kovuus|kovuuden]] (Mohsin kovuus 7) ja simpukkamurroksen. Kvartsin kirkkaus, lasimainen kiilto ja alhainen [[taitekerroin]] (n. 1,5) johtuvat myös sen kiderakenteesta. Kvartsin pietsosähköiset[[pietsosähköinen ilmiö|pietsosähköiset]] ominaisuudet johtuvat siitä, että sen rakenteesta puuttuvat peilitasot ja symmetriakeskus.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Bulakh, A.; Wenk, H.R.| Nimeke = Minerals - Their constitution and origin | Vuosi = 2008 | Sivu = 317 | Julkaisupaikka = New York, United States of America | Julkaisija = Cambridge university press | Tunniste = ISBN 951-0-31579-6 | Kieli = {{en}}}}</ref>