Sand besteht aus allen Arten von Gesteinen und Mineralien, daher variieren seine chemischen Eigenschaften stark. Der meiste Sand besteht aus Quarz, der größtenteils aus Siliziumoxid besteht. Physikalisch besteht Sand aus winzigen, losen Körnern von Gesteinen oder Mineralien, die größer als Schluff, aber kleiner als Kies sind.
Quarz ist ein sehr hartes Mineral mit einer 7 auf der Mohs-Härteskala. Reiner Quarz ist transparent bis durchscheinend und die Kristalle sind oft sechseckig.
Viel Sand, insbesondere an Stränden, besteht aus Basalt, einem Eruptivgestein, das aus Vulkanen gepresst wurde. Ein Großteil der Kruste der Ozeane der Erde besteht aus Basalt. Basalt ist mafisch, was bedeutet, dass es aus Eisen- und Magnesiummineralien wie Plagioklas und Pyroxen besteht. Andere Sandarten bestehen aus winzigen Korallenstücken und zerkleinerten Schnecken- und Muschelschalen.
Sand kann auch in vielen Farben vorkommen. Einige Strände in Hawaii sind berühmt für schwarzen Sand, während Strände in der Karibik für rosa Sand bekannt sind. Da Sand aus so vielen Materialien besteht, ist es möglich, Sandkörner unter einem Mikroskop zu untersuchen und herauszufinden, woher sie kommen und woraus sie bestehen.
