一、物理性质
纯净的二氧化硅呈现为无色透明的晶体或是洁白如雪般的粉末，于常温之下稳定地保持着固体形态。它的存在形态多样，既有晶态如晶莹剔透的石英、水晶、玛瑙，也有非晶态如玻璃、硅藻土等。
二氧化硅的硬度较高，莫氏硬度达到7，属于坚硬的物质。它的热稳定性同样出色，熔点约为1713°C，沸点更是高达2230°C，能够承受高温的考验。在化学性质上，二氧化硅不溶于水和大多数酸，表现出极高的化学稳定性。
除此之外，二氧化硅还拥有许多独特的特性。它具有良好的绝缘性、卓越的耐腐蚀性、极低的热膨胀系数，以及独特的光学特性。例如，石英能够透射紫外线，这使得它在光学领域有着广泛的应用。非晶态的二氧化硅，如硅胶，具有丰富的孔隙结构和高比表面积，因此拥有出色的吸附性能和良好的催化作用。
二、化学性质
二氧化硅作为一种酸性氧化物，展现出了丰富的化学反应性。当与强碱溶液相遇，如氢氧化钠，它会发生反应生成硅酸盐。这一反应在常温下较为缓慢，但在高温条件下会明显加快。
在高温环境下，二氧化硅还会与碱性氧化物（如氧化钙）或碳酸盐（如碳酸钙）发生反应，生成硅酸盐。这些反应展示了二氧化硅在化学反应中的活跃性及其在材料科学中的重要性。
值得一提的是，二氧化硅唯一可溶解的酸是（HF）。与之反应会生成四氟化硅气体和水，这一性质被广泛应用于玻璃蚀刻工艺。
二氧化硅在高温下还能与卤素（如）或金属发生反应，生成硅卤化物或硅酸盐。与熔融碱反应时，它会产生硅酸盐和水。
三、应用相关特性
在实际应用中，二氧化硅的吸附性得到了广泛利用。凝聚态的二氧化硅，即硅胶，因其高比表面积和复杂的孔隙结构，被作为优秀的吸附剂和催化剂载体。
二氧化硅的光学特性也是其受欢迎的原因之一。石英晶体因其能够透射紫外线，被广泛应用于光学仪器的制造。作为玻璃的主要成分，二氧化硅展现出了卓越的耐腐蚀性，能够抵御绝大多数化学腐蚀，除了之外。这些独特的性质使得二氧化硅在多个领域都有着广泛的应用前景。
