化学成分 砂岩的化学成分变化极大，它决定于碎屑和填隙物的成分。砂岩化学成分以SiO2和Al2O3为主，而且SiO2/Al2O3比值是区别成熟的和未成熟砂岩的标志。 碎屑成分 石英是砂岩的主要矿物碎屑，它在地表条件下最稳定，是大多数砂岩的主要组分，常用作母岩的指示物。砂岩中长石含量仅次于石英，有的超过石英。一般认为，长石碎屑的含量受气候、地壳运动的强度和母岩性质的影响。岩屑是判断母岩的直接标志。在砂岩中多半是火山岩屑或颗粒较细、成分较为稳定的沉积岩屑和变质岩屑。 砂岩中比重大于2.87的一套矿物，称为重矿物，其含量一般不及1%。根据重矿物的标型特征和重矿物组合（再结合轻矿物组合），对恢复母岩类型、进行地层对比，以及追溯陆源区都是有意义的。 填隙物 包括化学胶结物和碎屑杂基。胶结物中占绝对优势的是硅质和碳酸盐质。硅质胶结物一般为次生加大石英，较少见的为玉髓和蛋白石。在碳酸盐胶结物中以方解石较常见，白云石和菱铁矿少见。在较古老的砂岩中硅质胶结物较普遍，而中生代及以后的较年轻的砂岩中，常以碳酸盐胶结物为多。一般认为，这是由于这两种胶结物稳定性不同，或者碳酸盐胶结物易被溶淋掉造成的。