I stort sett alla ädelstenar är mineraler (med undantag för t.ex. korall, bärnsten och pärlor). En bergart kan bestå av flera mineraler. Mineraler bildas t.ex. genom glödflytande smältor och gaser i jordens inre vid högt tryck och hög temperatur, eller fälls ut ur vattenhaltiga lösningar eller växer med hjälp av organismer på eller nära jordytan. Alla mineraler som bildas får konstanta kemikaliska och fysikaliska egenskaper. Därför kan man genom att undersöka och mäta deras egenskaper skilja olika mineraler från varandra. När vi skiljer på olika ädelstenar använder vi oss av Gemmologi: Läran om ädelstenar. All gemmologi kräver lång erfarenhet och mycket rutin. Ett minerals kemiska sammansättning anges med en kemisk formel t.ex. Diamant: C = kol. När ett mineral bildas gör den det i en bestämd kristall form. Vi delar in de olika kristallformerna i sju olika kristallgrupper i kristallsystemet. Kubiska, tetragonala, hexagonala, trigonala, rombiska, monoklina och triklina systemen. Om naturen inte har slitit på och förstört den yttre kristallformen för mycket, kan man redan ute i gruvorna/naturen skilja olika mineraler åt. Olika mineraler har olika hårdhet. Därför kan även test av ett minerals hårdhet hjälpa till vid identifieringen. Fredrik Moh´s var en känd mineralog som levde mellan 1773-1839. Han delade in de olika mineralerna på en hårdhetsskala som gick från 1-10, där 1 var minst hårt och 10 var det hårdaste man kände/känner till. Diamanten har 10 och är det hårdaste materialet vi känner till. Skalan är dock inte indelad så att 10 (diamant) är dubbelt så hård som 9 (korund) utan skillnaden mellan t.ex. 9 och 10 är 140 ggr. Ett hårdhetstest går till så att man tar ett mineral med känd hårdhet och ser om man kan repa eller bli repad av det okända mineralet. Färdiga pennset med uddar av varierande hårdhet finns att köpa. Vanligtvis används detta test endast för identifiering av råstenar (vilket kan vara förståeligt).

Vissa mineraler har även olika hårdheter i olika riktningar, detta möjliggör slipning av framförallt diamanter, som bara kan slipas av diamant. Även korunden har olika hårdhet i olika riktningar, vilket stensliparen måste ta hänsyn till. Trots att ett mineral är hårt kan det ändå vara känsligt mot stötar. t.ex. smaragder som har hårdhet 8, kräver stor försiktighet vid bearbetning, eftersom det är en skör sten. Även spaltning kan ställa till problem vid bearbetning och slipning. Atomerna ligger i en del mineral uppbyggda i ett mönster så stenen blir skör/spaltar sig i vissa riktningar. Att vissa spaltar sig och vissa inte hjälper också till vid identifieringen av mineral. Ett mineral som spaltar sig kan med endast ett lätt slag dela sig och ge en perfekt brottyta, Detta använde man sig av förr i tiden för att kunna dela diamantkristaller. Att dela en diamant i spaltriktningen tog endast ett par sekunder, medan sågning av en 5 mm diamant tar ca 6 timmar. Fast man visste ändå inte till 100% var stenen skulle dela sig. Nuförtiden används oftast lasertekniken.

Densitet: det antal gram som en kubikcentimeter av en viss substans väger. Detta används också för att identifiera mineral. Vätskor med känd densitet används för att bada stenar i och se om mineralerna flyter, svävar, eller sjunker. De flesta av dessa vätskor är mycket giftiga vilket kräver stor försiktighet. Vätskorna får heller inte komma i kontakt med varandra, då försvinner den kända densiteten. Arkimedes princip är också till hjälp för att ta reda på densiteten hos en sten. Stenen vägs i luft och sedan i vatten, skillnaden däremellan är lika med volymen. Vikten genom volymen ger densiteten hos stenen.

Ljusbrytning: När en ljusstråle passerar genom ett media in ett annat, bryts strålen ( om man stoppar ner en käpp i vatten ser den ut att vara av vid vattenytan p.g.a. ljusbrytningen). Detta händer även när en ljusstråle går från luft och in i en sten, och beroende på vilken sten så bryts strålen från normalen olika mycket. Detta mäts med hjälp av en refraktometer och visar oss då mineralets brytningsindex. I alla stenar utom i de som tillhör det kubiska kristallsystemet bryts inte bara strålen, den delas även upp i två strålar. Skillnaden dem emellan kallas dubbelbrytning och mäts även den med hjälp av refraktometern. Dubbelbrytning är vanligtvis inte synligt för blotta ögat (vissa Zirconer kan se lite suddiga ut beroende på sin höga dubbelbrytning och lägger man en kalkspat på ett papper med en ritad linje kan man se två linjer genom stenen). Polariskop används endast för att skilja enkelbrytande stenar från dubbelbrytande stenar. Eftersom detta instrument inte ger någon avläsning i siffror kan man inte bestämma exakt vilket mineral man ser utan endast sära på t.ex. röda dubbelbrytande mineral från röda enkelbrytande mineral.

Tyvärr är alla egenskaperna på dom syntetiska mineralen samma som på de äkta. För att sära på dessa krävs att man studerar inneslutningar inuti stenen med hjälp av ett mikroskop. Detta är mycket svårt och tidskrävande. Lång erfarenhet och mycket kunskap behövs.

Detta var några av de instrument och hjälpmedel gemmologerna använder för att identifiera olika mineraler. Det finns många fler och alla tar lång tid att lära sig. För att kunna uttala sig om äktheten på en sten krävs stor skicklighet och många års erfarenhet.