Costituito da silice (Si O2 ) la fase quarzo cristallizza nelle due modificazioni alfa (a )e beta (b ), rispettivamente di bassa temperatura (alfa) e di alta temperatura (beta) . La fase di alta temperatura si forma ed è stabile sopra i 573°C (a pressione ambiente) , perciò nelle giaciture si ritroveranno ambedue sempre come quarzo di bassa temperatura , pur avendo l'aspetto esterno caratteristico della loro fase di formazione.I due tipi sono diversi nell'aspetto perchè diverso è l'ambiente che li ha formati ,ma hanno una stessa struttura finale .

Il quarzo beta è enantiomorfo come il quarzo di bassa temperatura , cioè può formare cristalli con spirale sinistra o destra .Il quarzo beta si trova solitamente in rocce acide vulcaniche.

Disegno che riproduce (visto in pianta,su tre livelli) gli atomi di silicio (neri ) e quelli di ossigeno (bianchi) legati in una struttura che cambia simmetria con il calore . A sinistra è riprodotta la struttura del quarzo trigonale e a destra la sua trasformazione in struttura esagonale quando la temperatura supera i 573°C . Come si può notare la struttura è compatta; solo al centro si intravedono spazi (trigonali ed esagonali) che possono ospitare atomi spuri di dimensione non troppo elevata.

In Italia è presente nelle trachiti dei Colli Euganei ,nei melafiri della Val di Fassa e nelle rioliti dell'Isola d'Elba e della Sardegna .I cristalli più belli si rinvengono però nelle idrotermaliti del Bolognese , che sono lembi di roccia di origine sottomarina formatisi in tempi antichissimi e poi strappati dai movimenti tettonici e portati in superficie frammisti alle argille scagliose presenti nell'Appennino Centrale .