基本上，水晶最主要的成份就是「二氧化硅」（sio2），而「硅」（silica）也是占地球地壳组成成份约65% 以上的最主要矿物；其中，还含有各种微量的金属，所以会造成各种不同颜色的水晶；而水晶也会广泛的和自然界中的各种矿物「共生」在一起，如云母、长石、方解石、电气石、金红石、花岗岩等等。
水晶的生长环境，多是在地底下、岩洞中，需要有丰富的地下水来源，地下水又多含有饱和的二氧化矽，同时此中的压力约需在大气压力下的二倍至三倍左右，温度则需在550－600℃间，再给予适当时间，水晶就会依着「六方晶系」（hexagonal system）的自然法则，而结晶成六方柱状的水晶了。
通常，在人为控制的理想环境中，即是物理、化学条件都符合上述条件的状况下，水晶的生长速度约为每天0.8毫米（mm）。这也是许多人造水晶的实验室、工厂的标准生产速度。由此所培养出来的水晶，就是所谓的「人造水晶」（synthetic quartz），通常多切割为晶片（chips）供作电子、电脑、通讯工业用途；也有人称为「养晶」（cultivated quartz, cultured quatrtz），虽是使用不同的名词，其实讲的是相同的东西。一般，工业用途的人造水晶，其厚度约需三厘米左右，即30mm，需要约40 天左右的时间来成长；若要供作珠宝业来磨成十厘米（100mm）以上的水晶球，通常约需120～180 天也就够了。但是，这都是在人为控制下最理想的环境中，才有可能有这种速度，在自然界中，情形就没有这么乐观，因为原料、水质、温度、压力等等的条件一直在变化当中，很难得达到理想状况，通常都需要数万倍、或是数百万倍的时间，才能达到相同的成长。 这也是为什么「地质年龄」动则以「百万年」为计算基数，也是「天然水晶」（natural crystal）之所以珍贵之处。
正常的水晶在生长时，多可以发现和柱形尖端輘线平行的生长纹（growth lines）。由于在地底、岩洞中的生长空间多狭窄，尤其在遇到地震时，或地壳变动时，甚至容易遭到其他矿石的挤压，常常会压迫产生不同的「晶面」。还有，当水晶还是在液态状的时候，常常也会包覆着其他的矿石、泥灰一起结晶成长，如金红石（稍后变成发晶）、火山泥灰（稍后变成幻影水晶）等等。所有的这些，都是「自然的一部份」，请不要视为「瑕疵」。
