1824年，一位叫弗里希.摩斯的奥地利矿物学家，从许多矿物中抽出10个品种，经过科学实验测出它们的相对硬度，由此得出水晶硬度为摩氏7。尽管后来美国国家标准局使用、推广更科学的诺普硬度测试器，但世界上许多国家的珠宝商，仍习惯于摩氏硬度表。
　　结晶完美的水晶晶体属三方晶系，常呈六棱柱状，柱体为一头尖或两头尖，多条长柱体连结在一块，通称晶簇，美丽而壮观。二氧化硅结晶不完整，形状可谓是千姿百态。当你到中国水晶城去瞧一瞧，可以大开眼界：除了常见的长柱状外，还有似宝剑形，有的若板状，有的如短柱形，有的像双锥。有的小如手 指，有的大如巨石；有的不足半两，有的重达300多公斤。毛泽东主席的水晶棺最终选取用优质天然东海水晶做原料，目前最大的一块水晶也出自连云港东海县。
　　贝壳状断口，也有好的平等脊的人字形断口。紫水晶具有清楚的二色性，黄水晶和茶水晶具有弱的二色性。发光水晶具有强烈的磷光性。带绿色的砂金水晶在长、短波紫外线照射下发灰绿色荧光。具有猫眼、虹彩和砂金效应。水晶具压电性.
　　水晶晶体结构及形态
　　属三方晶系。晶体呈棱柱状并带六边形锥，柱面有横纹，紫水晶中常有角状色带。在自然界中，水晶常呈晶簇产出，造型美观。
　　结晶完好的水晶，常有好的平行脊的人字形断口；在紫晶和热处理的黄晶中，多呈不平坦到薄片状破口。
　　这意味着一定体积水晶的重量，是相同体积水的重量的2.56－2.66倍。块状变种水晶密度可能稍高些。
　　水晶条痕：无色。
　　条痕，通常说的颜色，是人眼对一定波长的光线感觉的结果。
　　水晶透明度与透过它的光的质与量有关。透明标准为：光线透明过厚度为1厘米以上的水晶碎片或薄片时，可以清晰地看到映出的图像。如是底像不够清楚，仅见轮廓，那便中半透明。
　　水晶光泽：玻璃光泽。无论在抛光面上还是在破口都是如此。
　　光泽，指宝石表面对光线反射的一种光学性质。水晶既不像星光蓝宝石和星光宝石那样反射出绮丽的星光形条纹，又不像月光石那样发出淡蓝色波形光彩，更不像乘欧泊石那样闪烁着五颜六色。
　　观察水晶的光泽，可用手握着它，以灯光或窗户投进来的光线看表面反射，透明水晶亮度与光泽强弱有关。
　　折射率，是当光由空气中透入宝石晶体，并产生折射现象，其入射角正弦与折射角正弦之比值。
　　水晶重折射率：0.009（最大），此值非常稳定。
　　水晶光性特征：一轴晶正光性。
　　色散是说宝石的折射率随照明光的不同而有一定的变化。例如钻石对红光折射为2.405；对绿光为2.427；紫光为2.449。
　　其受热易碎的特性，是在实验时发现的。将水晶放在喷焰器的烈焰燃烤，除非有很好的保护，且慢慢冷却，否则晶体容易碎裂。这一脾性，古人已摸透。博物要览提醒道：“凡用水晶器物，不可用热汤滚水注之，即粉裂如击破者。”