水晶為礦石類，是五億年前地質發展的成形階段所產生的堅硬物質體。這些水晶被發現的岩層是礦石的聚合（混合）體，其形成方式有火成岩、沉積岩、變質岩等性質。符合稱為水晶的礦石，其所組成的原子通常需以系統性、規律性、有秩序的方式排列，並以三度空間立體結構重複進行。這些排列決定水晶的特性，包括它的硬度、彩度、對稱排列的形態(水晶總是沿著至少一個光軸對稱的排列)。

現在可使用X光來分析水晶的結構，在過去，只能觀察水晶的形狀來分析，因此較難分析而且有時會造成困惑。同質性的水晶，例如石英，以它被發現時的樣態，在大小與性狀上，就有無窮盡的變化。更增添困惑的是，大部分的礦石生長成聚合體形態，或鮮少有生成為完美形體的水晶。

水晶外型的特徵可由它的習性來辨識。例如寶石類礦石，即使是礦種水晶，因產地不同或屬於不同顏色，就會有不同的習性。例如，藍綠色形體的綠柱石、海藍寶石，通常為長折光率的水晶，而粉紅色的銫綠柱石，則以短扁平水晶的形狀出現。

當一個礦石的化學成分組合，與其他礦石有一處相同，但以不同的排列形態結晶時，稱為同質異形。鑽石與石墨或許是最為人知曉的例子，兩者都是碳成分的水晶結晶體。

水晶上沒有單一的色彩因素，有些肉眼可見的色彩來自於化學的組成。水晶結構中的原子排列方式也會影響色彩的呈現，因為他們影響了光束的穿透度。這些光束順著水晶的結構而反射與折射，故依光的偏斜方式而呈現出特定的色彩。