水晶的主要化学成分是二氧化硅。水晶是稀有矿物，属于宝石的一种，是石英结晶体，在矿物学上属于石英族。水晶纯净时形成无色透明的晶体，当含铝、铁等微量元素时呈粉色、紫色、黄色或茶色等。经辐照微量元素也会形成不同类型的色心、产生不同的颜色。
水晶指无色透明的二氧化硅结晶，属于贵重矿石。与冰彩玉髓、碧玺等被并列纳入彩色宝石的范畴，产量较少，古称“水玉”、“水精”。
水晶这个词包含了无色透明的玻璃，也包含天然的水晶矿石。水晶通常为块状或粒状的集合体，一般为无色、灰色和乳白色，含有其他矿物元素时呈紫色、红色、烟色或茶色等。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶，不完美时就是石英。二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙，其含水的胶体凝固后就成为蛋白石。二氧化硅晶粒小于几微米时，组成玉髓、燧石和次生石英岩。