玛瑙，从其性质而言，是一种石英的隐晶质集合体。石英作为一种矿物，读者应该都不陌生，它的具有几何外形的透明晶体就是人们熟知的水晶，化学成分是二氧化硅。玛瑙就是由众多的非常微小的、连普通显微镜都很难看到的石英晶粒集合组成；此外它也会夹杂有少量的蛋白石或其他杂质矿物，但数量都很少，所以它基本上是一种单矿物岩。

玛瑙的最大特点是，它总是具有大量的色泽不尽相同的纹带。这是由于它一般形成于各种洞穴或裂隙里，特别是那些火山岩的洞穴和裂隙。它是岩浆活动以后产生的含硅热水，在洞穴中由外壁向中心逐层沉积二氧化硅的结果。由于它的形成要经历一个漫长的过程，含硅热水的成分会发生不同程度的变化，致使每次沉积的沉积层的颜色也有了一定程度的相应变化。据报道，有人曾在高倍显微镜下对玛瑙的纹带进行过统计研究，发现每英寸（2.54厘米）有纹带17 000来条；这些纹带都由与其呈垂直分布的细小晶体构成。在正常情况下，这些纹带会形成具有同一个中心（俗称“眼”）的平行同心环带状。但由于地质作用的复杂性，大多数玛瑙会具有两个或两个以上的中心眼，纹带也因此而出现不同程度的错乱。许多玛瑙，在形成过程中由于地质环境的变化，致使含硅热水的供应中断，就使它的中心未被沉淀物充满，留下空洞。这个空洞通常会保留有没有逸散掉的形成该玛瑙的溶液。这些溶液尽管没有新的来源来继续补充，但它仍会与已凝结沉淀的二氧化硅发生作用，使紧靠空洞壁的二氧化硅小晶体，在该溶液的帮助下互相合并，逐渐生长壮大为肉眼可见的大晶体，也就是成长为水晶。这就是在剖开玛瑙时，人们大多会发现它的中心有一圈水晶晶簇的原因。空洞中的溶液，随着时间的推移，有的慢慢消散、干涸，留下真正的空洞；但也有的由于密封性较好，或由于时间较短，使溶液仍继续保留在空洞中。

谈到玛瑙，人们往往会联想到与它具有完全相同物质组成的玉髓。换言之，玉髓也是石英的隐晶质集合体。它与玛瑙的最主要区别就在于它不具有纹带构造，而是呈比较均匀的块状构造。所以它的物理化学性质与玛瑙相比没有实质性的区别。因此在这里我们就将它们合并在一起进行介绍。

玛瑙和玉髓都拥有十分丰富的不同颜色，俗称“千种玛瑙万般玉”，就是指的它有丰富多彩的颜色，加上它的纹带，更显色彩斑斓，五色纷缊。玉髓在颜色多样性方面也不亚于玛瑙。它们还都具有玻璃光泽；透明度大多都比较良好，一般为亚透明-半透明；在正交偏光镜下呈现为非均质的集合体，即全亮；平均折射率为1.54左右；在紫外光下，一般为惰性，即无荧光反应。硬度6.5～7，性较脆，受撞击，易破裂、折断；断口呈贝壳状。相对密度一般在2.65左右。能耐酸碱，只有最强的氢氟酸才会对它产生腐蚀。

在自然界，玛瑙通常呈直径几个到几十个厘米的瘤团状、囊状或窝状产出，个别的也可达到半米以上的直径。玉髓则多呈宽窄不一的脉状或不规则状产于围岩的裂隙里；也有的以被壳状或钟乳状产于空洞壁或开放型的裂隙壁上。