宝石为什么有这么多颜色呢？这个问题拆解开来，不过两个问题：我们怎么看到宝石（和颜色），宝石怎么呈现特定的颜色。我们所看到的颜色实际上是视网膜接受光后刺激大脑形成的感觉。光通过宝石后反射、折射、衍射、透射、漫反射、选择性吸收等，由人眼作为接收器，大脑作为CPU，一种美妙的视觉体验便充盈周身。需注意的是，这种光必须是可见光，不然人眼将无法转化为可感知的信号。对宝石自身而言，这种颜色是怎么产生的？
一般情况下，我们所感知到的宝石颜色是宝石内部致色因子对光源不同波长选择性吸收和透射、反射等一系列操作后导致的结果。若是透明宝石，光透射居多，反射较少，所观察到的颜色由透射光谱决定。若是不透明宝石，光则反射居多，我们所看到的颜色由反射光谱决定。颜色成因传统观点从宝石的化学成分和外部构造出发，将宝石颜色的成因分为：自色、他色和假色。
自色致色因子是宝石矿物中基本化学组分的元素，大多数为过渡金属族元素，如Cu、Fe等。他色不是宝石矿物的主要组成部分，是杂质元素，不含杂质元素时呈无色，含微量杂质元素即可产生不同的颜色效果。假色宝石矿物内部含有的平行排列包裹体、平行解理、出溶片晶等对光的折射、反射、散射等。随着近现代科学的发展，人们发现，宝石的颜色与其内部结构也有很大关系。
随之诞生了晶体场理论、分子轨道理论、能带理论、晶格缺陷致色理论解释宝石矿物的颜色成因。除此之外，矿物机械混入杂质也会影响矿物的颜色。说到颜色，另一个不得不提的就是宝石的光谱。宝石的颜色是基于宝石对光的选择性吸收和其他光物理作用后，由未被吸收的光组合成的。这些未被吸收的光，借助分光镜，便可衍射呈形色各异的光谱。不同宝石所含致色元素不同，同种元素在不同宝石中的表现不同，因此呈现特色而固定的吸收光谱。
小TIPS并不是所有的宝石都有特征光谱，比如长石、尖晶石、碧玺等；也不是所有宝石也都有光谱，比如无色透明的宝石（水晶、透石膏等）。不同致色元素的特征光谱占据不同区域的吸收带（线）。同一致色元素的不同种类宝石在同一区域的吸收强度、具体位置不同。分光镜只能对某些有特征光谱的宝石进行鉴定，并不是一劳永逸。通过分光镜对特征光谱定名也需要大量的练习和经验。铬元素主要致红色和绿色，也可导致变色效应。
铬谱的主要表现是：红区最强的两条线位于深红色区域，另有许多窄线；黄区-绿区有宽吸收带；蓝区若干窄线；紫区吸收。铁元素主要致蓝色、绿色、红色和黄色等。铁谱的主要表现是：绿区、蓝区可能存在强吸收带或吸收线，其余部分可能吸收。锰元素主要致粉色和橙色。锰谱的主要表现是：最强的吸收带位于紫区并延伸至紫区外。稀土元素（铷、镨等）主要致黄色和绿色。稀土谱的主要表现是：黄绿区特征细线。钴元素主要致蓝色和粉色。
钴谱的主要表现是：黄区、绿区排列三条强吸收宽带。铀元素在分光镜下可见明显的吸收线，致色不明显。铬谱的主要表现是：红区吸收线最强，其他区域均可有吸收线出现。实际上，除上述的六种光谱之外，还有很多其他的宝石矿物拥有自己的特征光谱。