Le sable est composé de toutes sortes de roches et de minéraux, ses propriétés chimiques varient donc considérablement. La plupart du sable est composé de quartz, qui est en grande partie de l'oxyde de silicium. Physiquement, le sable est composé de minuscules grains lâches de roches ou de minéraux qui sont plus gros que le limon mais plus petits que le gravier.
Le quartz est un minéral très dur, classé 7 sur l'échelle de dureté de Mohs. Le quartz pur est transparent à translucide et les cristaux sont souvent hexagonaux.
Une grande partie du sable, en particulier celui que l'on trouve sur les plages, est constitué de basalte, une roche ignée extrudée des volcans. Une grande partie de la croûte des océans de la Terre est constituée de basalte. Le basalte est mafique, ce qui signifie qu'il est composé de minéraux de fer et de magnésium, tels que le plagioclase et le pyroxène. D'autres types de sable sont constitués de minuscules morceaux de corail et de coquilles d'escargots et de palourdes écrasées.
Le sable peut également se décliner en plusieurs couleurs. Certaines plages d'Hawaï sont réputées pour leur sable noir, tandis que les plages des Caraïbes sont réputées pour leur sable rose. Parce que le sable est composé de tant de matériaux, il est possible d'étudier les grains de sable au microscope et de découvrir d'où ils viennent et de quoi ils sont faits.
