Kaca merupakan bahan lutsinar, kuat, tahan hakis, lengai, dan secara biologi merupakan bahan yang tidak aktif, yang boleh dibentuk menjadi permukaan yang tahan dan licin. Ciri-ciri ini menjadikan kaca sebagai bahan yang sangat berguna. Komponen utama kaca ialah silika. Silika ialah galian yang mengandungi silikon dioksida. Nama IUPAC silikon dioksida ialah silikon(IV) oksida. Silika wujud secara semulajadi dalam pasir.

Kaca merupakan bahan pejal sekata, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk.

Kaca biasa biasanya terdiri daripada silikon dioksida (SiO2), yang merupakan sebatian kimia yang serupa dengan kuarza, atau dalam bentuk polihabluran, pasir. Silika tulen mempunyai tahap lebur sekitar 2000 Selsius, jadi dua bahan lain sering dicampurkan kepada pasir dalam pembuatan kaca. Satu daripadanya adalah soda (sodium karbonat Na2CO3), atau potasy, setara dengan sebatian kalium karbonat, yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000 Selsius. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) merupakan bahan ketiga, ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.

Silikon(IV) oksida ialah molekul kovalen raksasa. Oleh itu, silikon(IV) oksida memerlukan banyak tenaga haba untuk mengatasi setiap ikatan kovalen antara atom dalam struktur raksasa. Maka, silikon(IV) oksida mempunyai takat lebur yang sangat tinggi, iaitu 1710 C. Dalam silikon(IV) oksida, setiap atom silikon diikat secara kovalen kepada 4 atom oksigen dalam bentuk tetrahedron dengan sudut antara ikatan 109.5 . Unit itu diulangi secara tidak terhingga dengan setiap atom oksigen terikat kepada 2 atom silikon untuk membentuk molekul kovalen raksasa seperti struktur berlian. Kaca merupakan bahan pejal sekata, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk.

Salah satu ciri kaca adalah ia lutsinar. Sifat lutsinar disebabkan kaca terdiri daripada bahan yang tidak mempunyai keadaan perubahan garisan atomik dalam tenaga cahaya. Juga disebabkan kaca adalah sekata pada tahap gelombang yang lebih besar daripada cahaya, ketidaksekataan menyebabkan cahaya terbias, menghalang pemancaran imej.

Kaca tulen boleh dijadikan begitu lutsinar sehinggakan beratus kilometer kaca boleh ditembusi gelombang cahaya infra dalam kabel gentian optik.

Kaca biasa mempunyai campuran bahan lain untuk mengubah cirinya. Kaca bertimah hitam adalah lebih berkilauan, kerana peningkatan index pantulannya, sementara boron ditambah bagi mengubah ciri terma dan elektriknya, seperti Pyrex. Menambah barium juga meningkatkan indeks pantulannya, dan serium digunakan dalam kaca yang menyerap tenaga infra. Logam oksida juga ditambah bagi menukarkan warna kaca. Peningkatan soda atau potash menurunkan lagi tahap lebur, sementara mangan ditambah bagi menyingkirkan warna yang tidak dikehendaki. Kaca berwarna dihasilkan dengan bercampur dengan sedikit oksida logam peralihan. Misalnya, oksida mangan akan menghasilkan warna ungu, oksida kuprum dan kromium memberikan warna hijau, dan oksida kolbalt memberikan warna biru.

Soda atau sodium karbonat, Na2CO3 yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000 C. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) biasanya ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.

Kaca kadang-kala terbentuk secara semulajadi daripada lava gunung berapi dalam bentuk obsidia.