沙瓤實際上是西瓜“過熟”的狀態。西瓜的可食用部分主要是胎座，由大量薄壁細胞構成。在西瓜成熟過程中，這些細胞逐漸膨大，在內部的液泡內累積水和糖分。細胞在膨脹的同時，也會相互黏附，但由於酶的作用而逐漸弱化，使得的果肉變得鬆散。由於成熟後西瓜水分含量下降，進一步使得細胞分散、甚至產生空腔，沙瓤西瓜便由此形成。
