ケイ素は地殻中で酸素に次いで2番目に豊富な元素である。常温では灰黒色で金属光沢を帯びた半金属的な固体で、密度は約 2.329 g/cm³、融点は 1414°C であり、現代の半導体産業と太陽光発電産業の礎である。最大かつ最も注目される用途は半導体ウエハーである。ケイ砂を炭素熱還元して金属ケイ素とし、さらにシーメンス法や流動床法で電子級の多結晶ケイ素に精製し、最後に単結晶インゴットに引き上げてスライス・研磨すると、スマートフォンのプロセッサやコンピュータのCPUから車載パワーデバイス、AIチップに至るまでの基板となる。太陽電池ももう一つの大きな市場である。多結晶および単結晶のケイ素太陽電池パネルは太陽光を直接電力に変換し、過去10年間で最も急速に成長したエネルギー技術の一つとなった。
従来の冶金分野では、ケイ素は製鋼と鋳鉄における最も重要な脱酸剤・合金元素である。数パーセントのケイ素を含むケイ素鋼板（電磁鋼板）は透磁率が高く鉄損が低いため、変圧器やモーターの鉄心に欠かせない軟磁性材料であり、送電網や家電のエネルギー効率を直接左右する。建材分野では、ポルトランドセメント、ガラス、セラミックスが二酸化ケイ素を主要原料とし、世界の建設産業を支えている。またケイ素は、シラン、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂として化粧品、防水コーティング、哺乳瓶の乳首、医療用カテーテル、高温シールにも入り込み、冶金、電子、エネルギー、日用品にまたがる元素となっている。
二酸化ケイ素（SiO2）はケイ砂、ケイ岩、水晶として産し、ガラス、セメント、セラミックス、高純度ケイ素製造の基礎原料であり、光ファイバー、レンズ、石英るつぼの中核材料でもある。炭化ケイ素（SiC）はカーボランダムとして知られ、硬く、耐熱性・耐酸化性に優れ、研磨材、耐火物、そして電気自動車の充電器、再生可能エネルギー用インバータ、高速牽引変換器モジュール向けの第三世代ワイドバンドギャップ半導体基板として使われる。ケイ酸ナトリウム（Na2SiO3）は水ガラスとも呼ばれ、鋳物砂の粘結剤、洗剤ビルダー、紙の塗工、トンネルの注入止水に広く使われる化学品である。シラン（SiH4）は電子産業で超高純度のケイ素膜、窒化ケイ素、エピタキシャル層を堆積させるための前駆体ガスであり、太陽電池やディスプレイのコーティングにおける重要な原料ガスである。
