Die physikalischen Eigenschaften von Silizium unterscheiden sich in seiner natürlichen Form erheblich von denen nach der Raffination oder als Teil einer Verbundstruktur. Es ist offiziell als Halbmetall klassifiziert, was bedeutet, dass es physikalische Eigenschaften sowohl von Metallleitern als auch von nichtmetallischen Isolatoren aufweist. In seiner Rohform kommt Silizium in einer Konzentration von etwa 25 % in Sand vor und wird für den allgemeinen Gebrauch bei der Herstellung von hitzebeständigem Glaskochgeschirr, in Zierglasprodukten vieler Arten und als Zutat in Beton veredelt. Siliziumverbindungen haben aufgrund ihrer Haltbarkeit und Fähigkeit, hohen Temperaturen zu widerstehen, eine Reihe von industriellen Anwendungen, wodurch die Eigenschaften von Silizium für Produkte wie Karbid-Schleifmittel, Silikat-Emails und Silikondichtungen und -Dichtstoffe nützlich sind.
Wenn es als Silizium in Halbleiterqualität (SGS) veredelt wird, ist Silizium mindestens 99.9999% rein, was es zu einem vollständigen Isolator macht. SGS wird dann mit winzigen Mengen von entweder Bor- oder Phosphoratomen in einer Menge von jeweils etwa einem Atom pro eine Milliarde Siliziumatome dotiert oder implantiert. Dies ändert die Eigenschaften von Silizium von isolierender zu halbleitender Natur, so dass es bei der Herstellung von Mikrochips nützlich ist.
Zu den chemischen Eigenschaften von Silizium gehört seine Fähigkeit, sich leicht mit Sauerstoff zu verbinden und sich bei Raumtemperatur leicht zu amorphen oder kristallinen Strukturen zu formen. Sein sehr hoher Schmelzpunkt von 2,570° Fahrenheit (1,410° Celsius) macht Verbindungen des Materials in einer Vielzahl von industriellen Prozessen nützlich. Es lässt sich auch leicht mit Metallen wie Stahl, Messing und Aluminium für Automobilteile legieren, was sie stärker und haltbarer macht. Die mechanischen Eigenschaften von Silizium machen es auch zu einem der am häufigsten verwendeten Elemente im Bauwesen, von Fugenmassen bis hin zu Ziegel- und Keramikmassen.
Trotz seines Rufs als stabiles Element wurden die Eigenschaften von Silizium in Kombination mit Kaliumnitrat auch zur Herstellung von Sprengstoffen genutzt. Die Forschung seit 2011 hat seine Explosivität als Chemikalie in Kombination mit Gadoliniumnitrat gezeigt, was der Explosivität von gewöhnlichem Schießpulver entspricht. Anwendungen für die Entdeckung können die Entwicklung von Mikrochips mit sensiblen Daten oder Strukturen sein, die durch ein entferntes Signal zerstört werden können, wenn sie in falsche Hände geraten.
Siliziumdioxid oder SiO2 ist heute nach Sauerstoff das häufigste Element in der Erdkruste und macht etwa 28 % der Erdkruste aus. Über 1,000,000 Tonnen Silizium wurden ab 1999 zu Nutzformen verarbeitet, wobei knapp die Hälfte dieser Produktion mit 400,000 Tonnen aus China stammt. Quellen für das Material sind gewöhnlicher Sand, Quarz und andere kristalline Mineralien wie Amethyst. Es ist auch in bedeutenden Mengen in Halbedelsteinen wie Achat, Jaspis und Opal enthalten.
Die Entdeckung von Silizium und seinen Eigenschaften erfolgte zwischen 1789 und 1854 durch die Arbeit von Forschern aus vielen Nationen, angefangen mit dem französischen Chemiker, der heute als Vater der Chemie bekannt ist, Antoine Lavoisier, der zuerst behauptete, dass Quarz ein Oxid eines nicht identifizierten Elements sei. Im 1800. Jahrhundert isolierten mehrere Chemiker Siliziumproben, darunter der Engländer Humphry Davy im Jahr 1808, die französischen Chemiker Joseph Gay-Lusssac und Louis Thenard im Jahr 1811 und der schwedische Chemiker Jons Berzelius im Jahr 1824. Der schottische Chemiker Thomas Thomson nannte das Element offiziell 1831 Silizium, und 1854 stellte der französische Chemiker und Minerologe Henri De Ville das erste relativ reine kristalline Silizium her. Das Element wurde 1943 für Silikonkautschuk und -fette kommerziell hergestellt und 1958 wurde der erste integrierte Schaltkreis mit eingebauten Transistoren mit einem Siliziumsubstrat hergestellt.