水晶属中级晶族、三方晶系。根据晶体是否有高次轴以及有一个或多个高次轴，把晶体中存在的32个对称型归纳为低、中、高级三个晶族。
水晶属氧化物类宝石。其化学成分主要为二氧化硅，化学式为SiO2，即氧原子是硅原子的2倍。
水晶属中级晶族、三方晶系。根据晶体是否有高次轴以及有一个或多个高次轴，把晶体中存在的32个对称型归纳为低、中、高级三个晶族。在各晶族中，再根据晶体对称特点划分为七个晶系：等轴晶系，三方晶系，四方晶系，六方晶系，单斜晶系，三斜晶系和复方晶系。水晶因具有一个三次轴，而属于中级晶族、三方晶系。
水晶属一轴晶正光性。因水晶具有一个光轴而称为一轴晶。当光波垂直一轴晶光轴方向入射时，光发生双折射，分解成振动方向互相垂直的两束光，此时，一组分光的振动方向平行于光轴，为非常光的折射率，另一组分光的振动方向与光轴垂直，折射率与常光折射率相等。当非常光折射率值大于常光折射率值时，称为一轴晶正光性；当非常光折射率值小于常光折射率值时，称为一轴晶负光性。水晶的非常光折射率值（1.553)大于常光折射率值（1.544），所以水晶的光性称为一轴晶正光性。
水晶的双折射率。水晶的非常光折射率值为1.553，常光折射率值为1.544，这二者相减的差0.009，就是水晶的双折射率值。
水晶的颜色为他色。所谓他色，即由化学成分中微量元素引起的颜色，或称为机械混入物引起的颜色。化学成分为纯二氧化硅水晶的晶体为无色，含微量三价铁和二价锰呈紫色，含微量二价铁呈黄色，含微量铁呈绿色，含微量二价猛、四价钛呈粉色，含微量三价铝呈烟色。
水晶的光泽为玻璃光泽。所谓光泽，即宝石矿物表面对光的反射能力。根据光泽的强弱可以将光泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽等。
水晶的透明度为透明至半透明。透明度是宝石矿物允许可见光透过的程度。通常将宝石矿物的透明度划分为：透明、亚透明、半透明、亚半透明、不透明五个级别。
水晶的特殊光学效应。在光的折射、反射、干涉、衍射等作用下，有些水晶可引起猫眼效应、星光效应和彩虹效应等，称为水晶的特殊光学效应。
猫眼效应。有些弧面水晶表面对可见光折射和反折射作用下引起的一条闪亮的光带，犹如猫的眼睛，称为水晶猫眼效应。随着光源或弧面水晶的移动，光带也作平行移动。能产生猫眼效应的水晶必须具备一组密集的定向排列的包裹体或结构。另外，弧面水晶的底平面应与包裹体所在平面平行。
星光效应。有些弧面水晶表面对可见光折射和反折射作用下呈现一组放射状闪动的亮线，形如夜空中闪烁的星星，称为水晶的星光效应。能产生星光效应的水晶必须含有二组或二组以上定向排列的包裹体或结构，而且水晶底面与这些包裹体或结构所在平面平行。水晶星光效用可分为三射星光、四射星光、六射星光等。
彩虹效应。宝石学称这种光学效应为“晕彩”。它是有些水晶晶体内因地质作用而产生裂隙，在自然光的照射下，裂隙对可见光的干涉、衍射作用下产生的色彩称为水晶的彩虹效应。事实上，凡是具有裂隙的宝石都可以产生彩虹效应的。
水晶的特殊光学效应，对水晶能起到扬长避短的作用。如一块水晶的晶体比较大，内部有较大的裂隙，显然这是一大缺陷，然而裂隙能产生彩虹效应，而且彩虹效应比较明显，它就成了提高水晶观赏价值的一个有利条件，同时也对提高水晶的经济价值起到了积极作用。
