宝石矿物具有一定的原子组成和排列方式，会造成硬度、比重、颜色、折射率…等物理特性的差异，往往可作为宝石鉴定的基础。

晶系

多数的宝石都是由矿物所琢磨而成，那么宝石矿物的组成原子就跟矿物一样有一定的排列方式，也就是所谓的“结晶构造”；一般可区分为六种基本型式，称为六大晶系(详见矿物晶系单元)。

1、等轴晶系(Isometric System)三晶轴等长且互相垂直。钻石、石榴子石、尖晶石、青金岩等代表之。

2、正方晶系(Tetragonal System)三晶轴彼此互相垂直，其中两水平晶轴等长，但与另一垂直晶轴不等长。代表者有锆石、金红石等。

3、六方晶系(Hexagonal System)具有四晶轴，其中三个水平晶轴等长，且彼此以60°角斜交；另一垂直晶轴与水平晶轴成直角相交，但不等长。刚玉、绿柱石家族、石英家族、电气石等均为典型代表。

4、斜方晶系(Orthorhombic System)具有不等长的三晶轴，但晶轴彼此互相垂直。橄榄石、金绿宝石、托帕石、硅线石、丹泉石、堇青石等属之。

5、单斜晶系(Monoclinic System)具有不等长的三晶轴，其中ｂ轴与其它二轴皆成垂直正交，而ａ轴与ｃ轴则斜交，不等于90°。代表宝石种类有正长石、锂辉石、透辉石、翡翠、软玉等。

6、三斜晶系(Triclinic System)具有不等长的三晶轴，彼此间相交且互成斜角。绿松石、蓝晶石、钠长石等属于此类。

硬度

所谓硬度指的是宝石抗刻画或研磨的能力，一般硬度的大小与宝石内部离子或原子的结合强度，以及化学成分有关，目前多采用奥地利矿物学家摩氏(Friedrich Mohs)在1822年所提出的十种矿物作为标准，简称为摩氏硬度表。硬度由大到小依序为：10钻石；9刚玉；8托帕石；7石英；6正长石；5磷灰石；4萤石；3方解石；2石膏；1滑石。数字愈大，代表硬度愈大，不过彼此间只是相对硬度，并没有一定的比例关系。

韧度

宝石矿物抵抗外力锤击的能力称为韧度。也就是说韧度高的宝石，受力时不易分裂和破碎。钻石在自然界中虽为最硬的物质，但韧度却不是最好；相反的，翡翠与软玉的硬度虽比钻石低了许多，却经得起锤击，主要是它们具有纤维束状交织的结构，所以韧度特别高。

比重

比重是指宝石的重量与4℃同体积水的重量比，例如钻石的比重为3.52，意指它的重量是同体积水的重量的3.52倍。如果拿同样1克拉重的钻石与蛋白石相比，由于蛋白石的比重较小(1.9～2.3)，所以个体就会比钻石大得多。由于不同种类的宝石，比重大小不一，因此比重也可作为鉴定宝石的重要依据。

解理

具有结晶的矿物在外力作用下，会依一定结晶方向破裂，形成光滑平面，这种容易分裂的性质，称为解理。一般解理面的方向和获得解理的难易程度，主要会受到晶体结构的控制，所以解理面通常会和晶面平行。例如钻石具有一组解理，在宝石业中经常利用它解理的特性，先沿着解理面敲击，使其破裂，再加工琢磨。对宝石矿物而言，在进行车工款式的设计和琢磨时，需要特别注意宝石的解理特性，以避免稍受撞击就容易裂损。

颜色

矿物跟其它物体一样，对于不同波长的光具有吸收、反射和透射等不同的反应，因此产生各种不同的颜色，对于宝石而言，颜色更是决定其价值高低最重要的因素之一。举个例子，红宝石和蓝宝石其实都属于刚玉，主要成分为三氧化二铝，而刚玉通常呈透明无色，但是一旦有少量的三价铬离子取代三价铝离子之后，晶体就会显现出艳丽的红色，也就是红宝石；同理，若刚玉含有少量的铁离子和钛离子，会呈现人类视觉感应中的蓝色，就成了蓝宝石。这些会影响宝石颜色的离子，就称之为“呈色离子”或“色素离子”，虽然含量不多，但在同一宝石内往往因为呈色离子的不同，而展现出各种缤纷的色彩，这也是宝石迷人的地方。

光泽

是指宝石表面对可见光的反射能力。通常对光线反射能力较强、折射率高的宝石矿物会呈现金刚光泽，如钻石、锆石、金红石等；而多数的宝石矿物都具有玻璃光泽，如刚玉、祖母绿、海蓝宝石、金绿宝石、水晶、拓帕石、长石、电气石……等。另外，反射光受到宝石内部的排列方式、颜色和表面平坦程度等因素影响，常会呈现出一些特殊的变异光泽，如珍珠、蛋白石所呈现的珍珠光泽；橄榄石、翡翠、软玉等，也会呈现出温润的油脂光泽；不透明块状产出的绿松石和青金岩则会出现蜡状光泽。

透明度

透明度是宝石允许可见光透过的程度，一般与宝石的纯净度、杂质多寡、内含物或裂纹程度有着密切关系。以1公分以上的宝石薄片为准，如果光线很容易穿透，就可称为透明，如钻石、刚玉或水晶类宝石，都有透明度很高的品种；如果仅能让少许光线穿透，称之为半透明，如石榴子石、碧玺、翡翠、软玉就有不少半透明的品种；如果光线无法穿透，就称之为不透明，一般像块状产出的绿松石、青金岩和大部分的有机宝石，都属于不透明宝石。宝石矿物对光的吸收率及反射能力通常较弱，所以多数呈透明或半透明。就同类宝石而言，其透明度在不同国家或不同矿区都可能有所差异，但无论如何，宝石透明度的高低，内部瑕疵的多寡，是影响宝石质量的重要因素。

色散

当光线照在宝石面上而被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等彩虹颜色的现象，称为色散，亦称火彩或火头。色散愈高的的宝石，发出七彩光的现象就愈加明显。以钻石为例，其色散高达0.044，所以能够散发出极为闪耀的光芒；而锆石色散也高达0.038，琢磨成刻面宝石后，也会像钻石般有着出火的现象。

折射率

由于宝石的密度比空气高，所以当光线进入宝石时，光速会减缓并改变前进方向而产生折射现象。光在空气中的速度与在某一透明物体内之速度的比值，称之为折射率。宝石矿物的折射率可分为单折射与双折射两种。等轴晶系的宝石为一均向性(Isotropic)晶体，由于光线在晶体内任何方向的前进速度都相同，所以这类宝石只有一个折射率值，称为单折射(Single refraction)；其它五大晶系的宝石为非均向性(Anisotropic)晶体，光线在晶体内的前进速度会随不同方向而异，因此，正方和六方晶系宝石有二个折射率值；斜方、单斜和三斜晶系的宝石有三个折射率值。但不论二个或三个折射率，统称为双折射(Double refraction)，而彼此间的折射率差，称之为双折射率差(Birefringence)。除了祖母绿的折射率因产地不同而有较大变化外，一般宝石都有相当固定的折射率。因此，确定宝石是单折射或是双折射，以及折射率的大小，乃是鉴定宝石相当重要的一项基本数据，而折射仪(Refractometer)是被用来量测宝石折射率的一种简单光学仪器。

多色性

在不同方向观察具有双折射特性的宝石时，由于宝石吸收不同波长的光线，而呈现出颜色深浅的变化，甚至发生颜色上的改变，此种变色现象称为多色性。如果出现两种颜色者，称为二色性(Dichroism)；三种颜色者称为三色性(Trichroism)。在进行多色性宝石切磨时，应注意晶体方向的选择，才能够展现出此类宝石最美的颜色。

猫眼效应

当宝石矿物内部含有平行排列的微细纤维矿物或是细小包裹体时，经特定方向切割、打磨后，在光线照射下会产生一道看似猫眼的光芒，这种现象称为猫眼效应。一般具有猫眼效应的宝石都是采取弧面型切割，除了颜色是重要评价依据外，猫眼光的优劣亦是左右价值的重要依据，选购猫眼的诀窍在直、细、亮、中、活，灵活的猫眼光芒才属上品。自然界中具有猫眼特征的宝石有金绿宝石、电气石、海蓝宝石、月光石、软玉、方柱石、水晶、透辉石等，其中以蜜黄色金绿宝石猫眼最为稀有，价值最高。台湾花莲丰田所产的软玉，部分也具有猫眼特性，称为“猫眼闪玉”。另外虎眼石与猫眼石有类似的光学反应，但虎眼石中的光芒乃是纤维状青石绵(Crocidolite)被石英置换的结果。

星彩效应

宝石矿物内部若具有定向排列的纤维状物质、微细矿物或气、液体等内含物，经特定方向切割打磨成蛋面后，在光线照射下，会自中心处散发出星状般光芒者称为星彩效应。星光通常有六道与四道之分，它与矿物结晶条件有关。星光红宝石与星光蓝宝石都是相当名贵的宝石品种。此种属于六方晶系的宝石，除需具有特定方向的内含物外，还应沿着垂直长轴(C轴)方向截断选料，才能磨出星彩光芒。

变彩

宝石矿物的颜色可能随着光线照射角度的改变而变化，也可能在不同波长的光源照射下而呈现不同的颜色变化，具有此种特性者称为变彩。常见的变彩宝石有贵蛋白石(Precious Opal)、拉长石(Labradorite)、亚历山大石(Alexandite)和少数具有变色效应的萤石等。