Основной компонент кварцевого стекла — диоксид кремния SiO2. Химическая чистота готового продукта определяется качеством (чистотой) и степенью обогащения (очистки) сырья, а также способом производства. Химический состав природного кварца практически постоянен, колебания находятся в очень узких пределах (меньше только у алмаза, графита и льда). Главный принцип — чем чище стекло, т. е. чем меньше в нем различных примесей, тем лучше его свойства и тем оно ценнее.
Стекла марки КУ и КВ характеризуются наличием в своем составе значительного количества гидроксильных групп [OH] (в отличие от марки КИ), из-за которых пропускание в инфракрасном спектре сильно снижается. Однако с помощью дополнительной термообработки возможно снизить их содержание, стекло в этом случае называют «сухим».