Culoarea și irizația cristalelor sunt produse de modul în care lumina interacționează cu structura microscopică a cristalelor. Anumiți cristali, precum opalul, au structuri poroase care permit refracția și difracția luminii, producând culori și irizări spectaculoase. Alte cristale, precum cuarțul, au structuri interne regulate care permit polarizarea luminii și producerea unor efecte optice cunoscute sub numele de birrefringență și dublă refracție.