光波在不同介质中传播的速度是不一样的，其影响因素称为介质的光密度。光从一种介质斜照入另一种具不同光密度的介质时，其传播方向的变化称为折射。
对于给定的任何两种相接触的介质及给定波长的光来说，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数。这个比值称为折射率。折射率是一个固定的比值，这就为宝石鉴定提供了一个非常有用的数据。
光波由折射率值大的介质进入折射率值小的介质时发生的折射现象，与传播方向相反时发生的折射现象不同。前者折射光线偏离法线，并当入射角大到一定时，形成全反射；后者折射光线则偏向法线，不会全反射
对于非均质宝石而言，除了光轴方向之外，它们在不同方向上的折射率值不同，称之为双折射现象。非均质宝石不同方向折射率值的最大数值差称为双折射率。为了更好地研究宝石在不同方向上对入射光波的作用，人们使用了偏振光。
偏振光与自然光的差别，是它所含有的光波全部平行一个方向振动。人们一般通过使用偏振片获得偏振光。
双折射率大的宝石，透过宝石所观察到的线段呈双影现象。不同波长的光进入和离开宝石时，会形成程度不同的折射，造成光波的色散。不同的宝石色散能力不同。光波到达不连续的界面时，除了发生如上所述的折射现象外，表面反射也是重要现象。宝石表面对光的反射能力可以通过表面光泽表现出来。光泽的强弱由多种因素决定。不但有助于人们对宝石的鉴别，同时还是宝石评价的重要因素。
影响宝石光泽的主要因素是：是宝石的成分、结构与可见光相互作用的一种反映，其本质是与晶体结构中原子或离子的电子结构有关。受宝石矿物集合体结合方式和宝石性质的影响。与宝石自身的折射率（RI）、反射率（Ｒ）和吸收系数（Ｋ）有关。
宝石的光泽由强到弱一般被分成金属、半金属、金刚和玻璃光泽四级。此外，宝石集合体还会呈现珍珠、丝绢、蜡状、树脂、油脂和沥青光泽等特殊的光泽。
宝石的透明度是指宝石允许光波透过的程度，是评价宝石质量的重要指标之一。宝石界称宝石透明度好用“水头足”、“地子灵”、“玻璃地”等术语，透明度差者称为“没水头”、“地子闷”、“干”等。透明度好的宝石可把材料的质细、色美烘托得更生辉更美，反之其光彩大减。
宝石透明度的影响因素之一，是宝石中的杂质、包裹体、气泡、裂隙、放射性的影响及集合体方式的不同而对光传播的影响。透明宝石成细粒集合体时，光线进入其中不能有很长的直线进程，必须经受方向不同的多次折射，因此光线就分散了，这样的细粒集合体，肉眼观察就不大透明了，这也是我们看到的玉石材料很少有高透明度的原因。
透明度的影响因素之二，是宝石的化学成分与内部结构。它通过控制对光波不同程度的吸收而影响宝石的透明度。观察宝石的透明度要在厚薄和光线相同的条件下进行。宝石中完全透明或完全不透明者是少数，更多的是微透明、半透明，且严格的界限也不好区别，只能相对地说透明不透明。
一般把宝石透明度分为4个级别：
１.透明：可充分透过光线，能完全清晰地透过其它物体。
２.半透明：能透过光，但只能模糊地透视其它物体的轮廓。
３.微透明：虽可透光，但看不清透过物像。
４.不透明：在比较薄的情况下，强光源照射，只能透过些光或根本透不过光，看不见物像。
光是能量的一种形式，是呈直线传播的一组波动。可见光能在特性上是电、磁并有，故称为电磁能。实际上，电磁波包括的波长范围很宽，从波长很长的无线电波到波长很短的X-射线，可见光仅仅是其中波长范围很窄的一个区间。
除了可见光外：
红外辐射用于反射仪，作为宝石鉴定的辅助手段。紫外辐射在某些材料中产生荧光效应，可作为鉴定的辅助手段。X-射线能用于区别各类珍珠、引起材料的荧光或用于某些材料的人工改色。γ-射线可用于某些材料的人工改色。
可见光中特定的波长限定了光的精确颜色。自然光（即通常所说的白光）是多种不同波长光波组合的结果，其集合称为可见光谱。年牛顿揭示了白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色的光波构成。其大致的波长范围是红(-)、橙(-)、黄(-)、绿(-)、蓝(-)、紫(-)（单位：nm）。
各种颜色之间无严格分界，其主要特征为：
如果我们观察透过宝石的光，经常会发现此时的光谱中间有一处或几处间断，它们以暗线或暗带形式出现，这时的光谱称为吸收光谱。颜色出现间断是宝石选择性吸收的结果。这种吸收对于宝石是特征的，对其观察可作为鉴定的重要手段。
此乃宝石受外力作用时的三种变化趋势：宝石在外力作用下，严格地沿着一定结晶方向破裂成光滑平面的性质称为解理。这些平面称为解理面。宝石在外力打击下有时可沿一定的结晶方向裂成平面的性质称裂理。其平面称裂理面。裂理和解理在现象上极为相似。但二者形成机理不同。解理是由内因决定的，是一种晶体固有不变的特性；而裂理是由外因引起的，对同种晶体可出现，可不出现。
断口指由于受外力打击后在大多数宝石中出现的一种随机的无方向性的破裂。断口与解理是互为消长的，即解理越发育，断口越不发育，反之亦然。它们的研究有助于鉴定宝石、指导宝石加工、避免在加工或使用时因解、裂理发育导致宝石受损。
硬度是指宝石矿物抵抗外来机械作用（如刻画、压入、研磨等）侵入的能力。绝对硬度是用显微硬度仪精确测定的硬度，是用若干种压痕器在标准压力下测试物质表面凹陷直径求得。相对硬度则根据矿物对刻画和摩擦的抵抗力来确定。
年，德国矿物学家弗瑞里奇·摩斯提出，硬度逐步增大的顺序等级是：①滑石;②石膏;③方解石;④萤石;⑤磷灰石;⑥长石;⑦石英;⑧黄玉;⑨刚玉;⑩金刚石。此乃常用的摩氏硬度计。注意摩氏硬度的级差是不相等的。了解宝石硬度既可帮助鉴定，根据宝石不同方向上硬度差异，还可以指导加工。
宝石受外力不易破碎的性质称为韧性，反之，珠宝玉石受外力易破碎的性质称为脆性。韧性与硬度并不一定有固定的比例关系。宝石的经久耐用，受两个方面因素的影响，一是硬度，二是韧性。宝石的韧性也有一定的级差，世界上最韧的矿物是黑金刚石，它有着单晶钻石不能达到的韧性，在工业上价值极高。
相对密度是指4℃时标准大气压下宝石的质量与同体积水质量之比，它没有单位。宝石的相对密度很容易测定，但对其密度的测量却十分地复杂。由于密度选取单位为g/cm3时两者的数值相同，所以在实际应用中，人们常以相对密度值代替密度值。
某些宝石在外来能量（紫外线、Ｘ射线、加热、磨擦）的激发下能发出一定的可见光。假若激发因素消失后，宝石的发光现象同时消失，则称之为发荧光；假如激发因素消失后，宝石在一定时间内仍可发光，则称之为发磷光。
宝石的发光性与晶格中微量元素的存在密切相关。由于杂质的存在，在导带与满带之间，出现了局部能级。当晶体受到紫外光或Ｘ射线辐照时，这些较高的能量使晶体结构中原子或离子的外层电子发生跃迁，满带上的电子以及局部能级上的电子，均可受激而跃迁到能级较高的导带上去，并释放出能量，在原先所在的能级上留下“空位”。
此后，较高能级上的电子就可以落到这些空位上去，并释放出能量，即为宝石的荧光。在上述电子从导带向满带的转移过程中，有的电子可能落入由晶格缺陷所产生的局部能级即“陷阱”中去，而后在热振动等作用的影响下，落下“陷阱”的电子又可逃脱出来，继续向较低能级的空位上转移，并继续引起发光，这就是磷光。
热导性：宝石传导热量的能力称为热导性。据测定，钻石传热能力比其它各种宝石均高出数十倍，故宝石界用小巧玲珑的热导仪来鉴别钻石。热电性：某些宝石在受热（如阳光照晒）时能在晶轴二端产生电压，可吸附尘埃等微粒，如电气石。
导电性：宝石对电流的传导能力称为导电性。天然蓝色钻石（Ⅱb型）即具有半导体性。静电性：琥珀及塑料赝品在用力磨擦之后能够产生静电电荷，能吸附纸片。用此法可以快速鉴定琥珀和塑料制品。压电性：宝石受到一定的压力作用之后，可在晶轴两端之间形成电场的性质。最有代表性的宝石是水晶。
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