水晶屬中級晶族、三方晶系。根據晶體是否有高次軸以及有一個或多個高次軸，把晶體中存在的32個對稱型歸納為低、中、高級三個晶族。
水晶屬氧化物類寶石。其化學成分主要為二氧化硅，化學式為SiO2，即氧原子是硅原子的2倍。
水晶屬中級晶族、三方晶系。根據晶體是否有高次軸以及有一個或多個高次軸，把晶體中存在的32個對稱型歸納為低、中、高級三個晶族。在各晶族中，再根據晶體對稱特點劃分為七個晶系：等軸晶系，三方晶系，四方晶系，六方晶系，單斜晶系，三斜晶系和復方晶系。水晶因具有一個三次軸，而屬于中級晶族、三方晶系。
水晶屬一軸晶正光性。因水晶具有一個光軸而稱為一軸晶。當光波垂直一軸晶光軸方向入射時，光發生雙折射，分解成振動方向互相垂直的兩束光，此時，一組分光的振動方向平行于光軸，為非常光的折射率，另一組分光的振動方向與光軸垂直，折射率與常光折射率相等。當非常光折射率值大于常光折射率值時，稱為一軸晶正光性；當非常光折射率值小于常光折射率值時，稱為一軸晶負光性。水晶的非常光折射率值（1.553)大于常光折射率值（1.544），所以水晶的光性稱為一軸晶正光性。
水晶的雙折射率。水晶的非常光折射率值為1.553，常光折射率值為1.544，這二者相減的差0.009，就是水晶的雙折射率值。
水晶的顏色為他色。所謂他色，即由化學成分中微量元素引起的顏色，或稱為機械混入物引起的顏色。化學成分為純二氧化硅水晶的晶體為無色，含微量三價鐵和二價錳呈紫色，含微量二價鐵呈黃色，含微量鐵呈綠色，含微量二價猛、四價鈦呈粉色，含微量三價鋁呈煙色。
水晶的光澤為玻璃光澤。所謂光澤，即寶石礦物表面對光的反射能力。根據光澤的強弱可以將光澤分為金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤和玻璃光澤等。
水晶的透明度為透明至半透明。透明度是寶石礦物允許可見光透過的程度。通常將寶石礦物的透明度劃分為：透明、亞透明、半透明、亞半透明、不透明五個級別。
水晶的特殊光學效應。在光的折射、反射、干涉、衍射等作用下，有些水晶可引起貓眼效應、星光效應和彩虹效應等，稱為水晶的特殊光學效應。
貓眼效應。有些弧面水晶表面對可見光折射和反折射作用下引起的一條閃亮的光帶，猶如貓的眼睛，稱為水晶貓眼效應。隨著光源或弧面水晶的移動，光帶也作平行移動。能產生貓眼效應的水晶必須具備一組密集的定向排列的包裹體或結構。另外，弧面水晶的底平面應與包裹體所在平面平行。
星光效應。有些弧面水晶表面對可見光折射和反折射作用下呈現一組放射狀閃動的亮線，形如夜空中閃爍的星星，稱為水晶的星光效應。能產生星光效應的水晶必須含有二組或二組以上定向排列的包裹體或結構，而且水晶底面與這些包裹體或結構所在平面平行。水晶星光效用可分為三射星光、四射星光、六射星光等。
彩虹效應。寶石學稱這種光學效應為“暈彩”。它是有些水晶晶體內因地質作用而產生裂隙，在自然光的照射下，裂隙對可見光的干涉、衍射作用下產生的色彩稱為水晶的彩虹效應。事實上，凡是具有裂隙的寶石都可以產生彩虹效應的。
水晶的特殊光學效應，對水晶能起到揚長避短的作用。如一塊水晶的晶體比較大，內部有較大的裂隙，顯然這是一大缺陷，然而裂隙能產生彩虹效應，而且彩虹效應比較明顯，它就成了提高水晶觀賞價值的一個有利條件，同時也對提高水晶的經濟價值起到了積極作用。
