Krzemiany i glinokrzemiany stanowią przeszło 90% masy skorupy ziemskiej, W przyrodzie występuje około pięciuset minerałów z tej grupy (około 25% wszystkich znanych minerałów)  z czego czterdzieści jest zaliczanych do pospolitych. Dawniej uważano je za sole hipotetycznych kwasów krzemowych. Badania rentgenostrukturalne wykazały, że podstawową jednostką ich struktury jest czworościan krzemowo-tlenowy, w którym mały jon krzemu Si⁴⁺ jest otoczony przez cztery duże jony tlenu O^2-na wierzchołkach.

Powstaje czworościan (SiO₄)^4- o silnych wiązaniach, które mają dużą stabilność. Aby zneutralizować cztery ładunki elektryczne, grupa łączy się poprzez wiązania jonowe z innymi pierwiastkami. Glin (Al), który ma promień jonowy zbliżony do krzemu, może zastępować go w środku czworościanu, ale również jak inne metale może łączyć się wiązaniami jonowymi jako kation. W ten sposób tworzą się glinokrzemiany np. skalenie. Właściwości w obrębie grup strukturalnych są zbliżone, między grupami zróżnicowane.

Czworościany łączą się narożami w różnych ustawieniach i na tym opiera się klasyfikacja krzemianów. Badania metodą promieni Roentgena wyodrębniły siedem typów:

• wyspowe – stosunek O:Si = 4:1. Połączenia czworościanów są efektem wiązania tlen – kation – tlen. Jest to najprostsza budowa, gdyż struktury minerałów składają się z niepowiązanych ze sobą czworościanów. Na ogół powstają w bardzo wysokich temperaturach. Charakteryzują się dużą twardością, stosunkowo dużą gęstością i wysokim współczynnikiem załamania światła. Przedstawicielami tej grupy są m.in oliwiny, tworzące szereg izomorficzny, granaty, willemit, cyrkon, sillimanit, andaluzyt, cyanit (dysten), staurolit, topaz i tytanit.

• grupowe – stosunek O:Si = 3,5:1. W tej grupie dwa czworościany stykają się ze sobą wierzchołkiem, mając wspólny atom tlenu, a pozostałe wiążą kationy, Do krzemianów tego typu należą takie minerały jak zoisyt, hemimorfit, epidot i wezuwian.

• pierścieniowe – stosunek O:Si = 2,75:1. Czworościany łączące się atomami tlenu tworzą pierścienie, które mogą składać się z trzech, czterech, sześciu  a nawet dziewięciu elementów. Pierścienie te układają się w równoległe warstwy mocno połączone jonami metali. W tej grupie znajdują się takie minerały jak aksynit, beryl, turmalin, dioptaz. Tylko nieliczne krzemiany pierścieniowe mają znaczenie skałotwórcze.

• łańcuchowe – stosunek O:Si = 3:1. Czworościany są połączone ze sobą w wydłużone struktury przypominające łańcuchy. Każdy z czworościanów połączony jest z sąsiednimi dwoma narożami. Taką budowę mają pirokseny – do których zalicza się sporo pospolitych minerałów skałotwórczych. Krystalizują w układach rombowym i jednoskośnym. Kationami tworzącymi pirokseny są przeważnie wapń (Ca), magnez (Mg) i żelazo (Fe), w mniejszym stopniu mangan (Mn), sód (Na), lit (Li) a także glin (Al). Minerały te tworzą mniej lub bardziej ciągłe szeregi kryształów mieszanych (zjawisko to polega na wzajemnym zastępowaniu się pierwiastków w minerałach). To sprawia, że bardzo trudno rozróżnić je makroskopowo. Ich cechą charakterystyczną jest doskonała dwukierunkowa łupliwość wg ścian słupa, a  płaszczyzny łupliwości przecinają się pod niemal prostym kątem (87°). Występują przede wszystkim w zasadowych i obojętnych skałach magmowych takich jak perydotyty, noryty i gabra oraz w skałach metamorficznych powstałych w wysokich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem. Przykładem mogą być granulity i eklogity. Znajdują się także w gwiezdnych przybyszach – meteorytach.
  Najpospolitsze pirokseny to: augit, diallag, enstatyt, hedenbergit, diopsyd i bronzyt. Rzadziej spotykane to egiryn, jadeit, kunzyt, omfacyt, spodumen, hipersten i diallag. Poza piroksenami do krzemianów łańcuchowych zalicza się także wollastonit, rodonit czy okenit.

• wstęgowe – stosunek O:Si = 2,75:1. Tworzą podobnie jak krzemiany łańcuchowe ciąg czworościanów połączonych płasko ze sobą, ale jest to łańcuch podwójny, połączony wspólnymi tlenami, przypominający wstęgi. Te ustawienia czworościanów mogą być dwojakie. Jedne z nich stanowią połączenia pierścieni sześciobocznych, utworzonych z  zestawienia dwóch łańcuchów typu piroksenowego. Reprezentują je amfibole – minerały skałotwórcze rozpowszechnione w przyrodzie. Amfibole są trudne do rozróżnienia na podstawie cech fizycznych, krystalizują w układzie rombowym lub jednoskośnym, tworząc zwykle kryształy słupkowe, pręcikowe, igiełkowe. Płaszczyzny łupliwości przecinają się pod kątem 56°.
  Drugi rodzaj ma ośmioboczne pierścienie tworzące wstęgę, połączoną  z dwóch łańcuchów typu wollastonitu. Wstęgi złożone z czworościanów są połączone ze sobą kationami. Na przykład w tremolicie są to kationy Ca²⁺ i Mg²⁺.
  Do amfiboli należą między innymi: aktynolit, antofyllit, niektóre azbesty naturalne, gedryt, glaukofan, hornblenda, krokidolit, tremolit. Z bardziej znanych minerałów nienależącego do amfiboli należy wymienić prehnit i astrofyllit.

• warstwowe – stosunek O:Si = 2,5:1.Czworościany połączone są ze sobą w jednej płaszczyźnie trzema tlenami, a czwarty wierzchołek może przyłączać kationy. Tak utworzona sieć zbudowana jest z płaskich pierścieni sześciobocznych. Wiązania między poszczególnymi warstwami są bardzo słabe, co wpływa na bardzo wyraźną łupliwość obserwowaną np. w mikach. W takiej strukturze mogą pojawiać się przestrzenie, które umożliwiają przyłączenie np. grup anionowych i cząsteczek wody (OH^-). Wzory chemiczne tych minerałów są bardzo skomplikowane.
  W tej kategorii krzemianów znajdują się także minerały ilaste. Są to uwodnione glinokrzemiany glinu (Al) z jonami magnezu (Mg) i żelaza (Fe) rzadziej potasu (K), sodu (Na), wapnia (Ca), manganu (Mn) czy niklu (Ni), tworzące skupienia złożone z drobnych, nierozpoznawalnych gołym okiem łusek. Ich twardość jest niewielka.
  Najpospolitsze krzemiany warstwowe to serpentyn, muskowit, biotyt, chryzokola, lepidolit, talk, kaolinit, illit, montmorillonit.

• szkieletowe (przestrzenne) – stosunek O:Si = 2:1. Czworościany krzemowo-tlenowe i glino-tlenowe łączą się ze sobą w trzech kierunkach, tworząc przestrzenną sieć o strukturze szkieletowej, która jest bardzo trwała. W tej klasie mamy kilka grup
  
  • Minerały grupy SiO₂
    Najbardziej znanym minerałem z tej grupy jest kwarc i jego liczne odmiany polimorficzne. Budowa kwarcu dopuszcza osiem możliwych postaci tej substancji chemicznej. Niektóre z nich uzyskuje się tylko w laboratorium. Te naturalne odmiany mają typ wysokotemperaturowy i niskotemperaturowy. Najważniejsze z nich to kwarc, trydymit i krystobalit.
    
    

    odmiana	układ krystalograficzny
    kwarc niskotemperaturowy β	trygonalny
    kwarc wysokotemperaturowy α	heksagonalny
    trydymit niskotemperaturowy β	rombowy
    trydymit wysokotemperaturowy α	heksagonalny
    krystobalit niskotemperaturowy β	tetragonalny
    krystobalit wysokotemperaturowy α	regularny

    
    Kwarc powstaje w  temperaturze poniżej 860-867 °C. W wyższej tworzy się trydymit (867–1470 °C), natomiast powyżej 1470 °C krystalizuje krystobalit. Duże znaczenie ma też ciśnienie i obecność np. pary wodnej. Od temperatury 1713 °C krzemionka ulega stopieniu a po gwałtownych schłodzeniu formuje się szkliwo krzemionkowe zwane leszatelierytem. Ta substancja bezpostaciowa powstaje np wskutek stopienia piasków kwarcowych w wyniku upadku meteorytów (tektyt) lub wyładowań atmosferycznych (fulguryty, piorunowce). W trakcie obniżania temperatury struktura krzemionki zmienia się, przechodząc z formy wysokotemperaturowej w niskotemperaturową. Niekiedy pewne czynniki (np zanieczyszczenia) powodują, że struktura utrwala się, co może doprowadzić do zachowania się odmian wysokotemperaturowych w dużo niższych temperaturach. W warunkach naturalnych najczęściej występuje kwarc. W formie krystalicznej lub skrytokrystalicznej (chalcedon).
    
    
  • Skalenie
    Skalenie należą do najbardziej rozpowszechnionych minerałów, będąc głównym składnikiem skał magmowych i wielu metamorficznych. Stanowią 50% składników skorupy ziemskiej. W ich strukturze krzem zastępuje częściowo glin (Al). Różnica elektronów (Si⁴⁺, Al³⁺) zostaje wyrównana przez kationy metali takich jak potas (K), sód (Na), wapń (Ca) itd. Skalenie dzielą się na skalenie potasowe oraz skalenie sodowo-wapniowe czyli plagioklazy. Są także rzadko spotykane w naturze skalenie barowe. Do grupy skaleni potasowych zaliczamy ortoklaz i jego dwie odmiany polimorficzne trójskośny mikroklin i jednoskośny sanidyn. Plagioklazy tworzą szereg ze zmieniającą się proporcją albitu (plagioklaz sodowy) i anortytu (plagioklaz wapniowy). Poszczególne stadia przejściowe mają swoje nazwy: albit – oligoklaz – andezyn – labrador – bytownit – anortyt. Zwykle zawierają niewielką domieszkę skalenia potasowego i nieco skalenia barowego. W celu pewnej identyfikacji niezbędne są badania mikroskopowe i analizy rentgenowskie.
    
    
  • skaleniowce
    Skaleniowce to glinokrzemiany sodu i potasu podobnie jak skalenie.Ta grupa krzemianów ma także znaczenie skałotwórcze. Wyróżnia je jednak niewielka zawartość krzemionki.
    
    
  • Zeolity
    Zeolity składem i budową przypominają skalenie ale są uwodnione. Najważniejszą cechą ich struktury jest to, że "oczka" trójwymiarowej sieci przestrzennej tworzonej przez czworościany krzemowo–tlenowe i glinowo–tlenowe są w skali wewnętrznej struktury kryształów wyjątkowo duże. Między czworościanami tworzą się puste przestrzenie, które mają postać jam i kanałów, w które wchodzą cząsteczki wody oraz kationy metali jedno- i dwuwartościowych – głównie sodu, potasu, wapnia i baru.

• Krzemiany i glinokrzemiany o niewyjaśnionych strukturach
  Wśród krzemianów i glinokrzemianów występują minerały których struktura nie pozwala zakwalifikować do którejś z powyższych grup. Jest ich ponad 60. Przykładem jest czaroit.