沙瓤实际上是西瓜“过熟”的状态。西瓜的可食用部分主要是胎座，由大量薄壁细胞构成。在西瓜成熟过程中，这些细胞逐渐膨大，在内部的液泡内累积水和糖分。细胞在膨胀的同时，也会相互黏附，但由于酶的作用而逐渐弱化，使得的果肉变得松散。由于成熟后西瓜水分含量下降，进一步使得细胞分散、甚至产生空腔，沙瓤西瓜便由此形成。