水晶主要化学成份是二氧化硅，化学式为SiO2，在矿物学上属于石英族。千百年来，水晶以其纯净、透明、坚硬的质地，被各国志士仁人视为坚贞不屈、纯洁善良的象征。

水晶的形成条件要比一般石英更加苛刻。首先需要有足够且较稳定的的生长空间；其次要有富含硅质矿物的热液，略偏碱性、盐度较低；第三需要低一高的温度(1600C-4000C、中一高的压力(2-3个大气压)；第四需要有一定的生长时间，具备这四个条件才可生成水晶。

水晶常以晶簇、晶洞形式产出，其中水晶洞一般存在于由火山喷发而形成的巨厚熔岩流层的火成岩与玄武岩中。火山喷发时所含的气体或热水溶蚀等作用导致岩层中出现大量的孔隙，当富含硅质矿物的流体进入较薄的熔岩孔隙中，且温、压条件合适时将结晶沉淀出水晶等矿物。