珠寶玉石因其美觀、耐久、稀少的特性，古往今來受到人們的喜愛與追捧。其中，寶石五光十色的外觀不僅賦予了寶石獨特的美感，並因此被人們賦予了美好的寓意。
在現今的五大寶石中，除無色鑽石之外，彩鑽、紅寶石、藍寶石、祖母綠和金綠寶石均帶有獨特而鮮豔的顏色，並因此具備了極高的觀賞價值和經濟價值；同時，其顏色也成為寶石質量的評價指標之一。
按寶石學觀點，寶石的顏色根據成因可以分為自色、他色和假色三種：自色即為寶石礦物本身形成的顏色，他色是指摻雜的色素離子使礦物整體產生的顏色，假色即為光學作用(衍射、干涉等等)所產生的顏色。
其中，上述顏色的致色原理可以大致分為致色元素、晶體缺陷和光學效應三種，但實際上的影響因素相互制約、錯綜複雜，實際顏色的成因可能是多種因素的相互作用。
致色元素
致色元素可以導致礦石產生對應的自色和他色。例如硃砂、孔雀石等即為 HgS、Cu(II)等所產生的自色，紅寶石、藍寶石等即為摻雜離子產生的他色。
（孔雀石也可以琢磨成寶石的！不要看不起銅鏽！！！）
過渡金屬離子周圍的配體可使其外層 d 軌道發生能級分裂。電子在吸收特定波長的可見光後，可以躍遷至激發態，然後在返回基態時釋放對應能級差的光電子，顯現出對應的互補色。
當然，部分電子構型全空和全滿的離子此時無法有效躍遷，故往往無色，例如 Ca2+、K+ 等主族離子和 Zn2+ 等等。但其他元素的離子常有豐富多彩的顏色，且不同價態往往有不同的顏色。
如寶石中含有過渡金屬如寶石中含有過渡金屬離子，將會對寶石顏色產生重大影響。在輕過渡系元素中，晶體場的
d-d躍遷使得離子顯現出獨特的顏色，而部分重過渡系元素的f-f躍遷同樣可以使其顯現出對應的顏色。常見的過渡金屬離子為 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu，其次為 W、Mo、U 和稀土元素等(鋯石等)，含有上述離子的礦物將會顯現出豐富多彩的顏色。
例如，對於紅寶石而言，剛玉(α-Al2O3)本身是無色的，但 Cr3+ 離子部分替代了 Al3+，同時用於 Al2O3 中晶格的限制，使 Cr3+ 的能級分裂程度與自由溶液中有所不同，因而顯現了紅色。與此同時，水溶液中的[Cr(H2O)6]3+ 離子為紫色(十二水合硫酸鉻鉀晶體的顏色)。
- 電荷轉移躍遷
在礦物晶格中，相鄰的離子在外來能量的激發下，可以發生電荷轉移躍遷(荷移躍遷)，其本質相當於氧化還原過程。在躍遷過程中，電子同樣會吸收特定波長的光，而使整體顯示出特定的顏色。該過程可以在金屬離子之間發生，也可以在金屬離子與非金屬離子之間進行。
常見的實例為藍色藍寶石中 Fe(II)-Ti(IV)的電荷轉移躍遷，以及部分寶石中摻雜的 Mn(II)-Mn(III)所產生的電荷轉移躍遷等。同樣地，硃砂中 Hg(II)和 S(II)均為滿殼層結構，但由於荷移躍遷的效應，使其顏色為深紅色。
（對，藍寶石的定義是非紅色的寶石級剛玉，所以還可以有黃色藍寶石、綠色藍寶石、粉橙色藍寶石……）
不過，d-d/f-f躍遷事實上也是部分禁阻的，其顏色濃度不會過高，而荷移躍遷沒有選律等限制，因而其吸收峰極為明顯，而往往會導致寶石顏色過深直至不透明，反而降低了品質。
- 分子軌道理論
對於部分有機寶石(珊瑚、琥珀等)而言，其顏色可能直接來自於小分子的吸收譜帶，因而與分子軌道理論產生了一定程度上的聯繫。
分子軌道作為一種分子結構的成鍵理論，基於單電子近似和原子軌道線性組合原理(LCAO)，而形成的一套處理離域鍵的理論。
基於分子軌道的觀點，我們可以得知：
- 離域範圍越大，其總能量越低，體系降低的能量稱為離域能；
- 吸收光譜隨離域範圍增大而逐步紅移，可能導致出現顏色 / 顏色加深。
因而，在具有大共軛範圍的分子，其吸收峰可能落入可見光範圍內而顯現出顏色。對於特定環境下形成的有機寶石，其分子中可能含有這樣的分子，因而附帶有特徵顏色。
例如，多米尼加產的藍色琥珀，在地質時期可能由於森林火災導致的不完全氧化過程，使得部分有機物形成了高度不飽和的多環芳烴(蒽、苝、並四苯等)，其中苝(perylene)可能是藍色熒光的主要來源。
在日光下，藍琥珀受到紫外線的照射，將產生顯著的藍色熒光；而人造光源下或無紫外線條件時，藍珀顏色與普通琥珀類似。
晶體缺陷
理想晶體完美地符合晶體生長的規律，但實際情況下的晶體很難完全符合理想狀態，在生長過程中常常包含缺陷。其中，由於晶體缺陷形成的色心往往可以顯現出顏色。
色心致色最常見的實例為螢石。如果在螢石晶格中的某位置缺少一個 F-，為保持電中性，在該空穴中將填充電子，而電子受到可見光激發躍遷，並吸收特定波長的光而顯現出紫、藍、紅等顏色。
類似地，純淨的金剛石是無色透明的，而含 B、N 的金剛石則與同一週期的 Si 類似，可視為形式上的“p 型”和“n 型”，分別具有空穴色心和電子色心，而形成了藍色和黃色的金剛石。其中含硼金剛石甚至具有了一定導電性，人造的硼摻雜金剛石可作為半導體材料。
光學效應
寶石的光學效應常常使其呈現特殊光學效果或假色。其中，常見的光學效應為反射、折射、衍射和散射等。
例如，光在拉長石中的顯微包裹體與定向排列的聚片雙晶間發生反射現象，形成其特有的乳光 / 暈彩效應。此外，部分金屬寶玉石礦物由於表面氧化，可以在表面形成錆色，類似於油滴的干涉效應，但颳去表面後則呈現礦物本身顏色。
光學效應往往與元素組成無直接關聯，在此不具體說明了，但是舉一個有趣的例子：Opal/ 歐泊。
歐泊礦物由一定尺寸的 SiO2 微球構成，日光通過礦物時在微球構成的光柵，將發生衍射現象，呈現出特有的彩虹色。
而現今研究的光子晶體，其原理與天然的歐泊類似，具有特定週期性的結構，可用於實現對單個光子的操縱。
改色
既然瞭解了顏色形成的機理，那麼對天然寶石的優化處理在逐步發展之中。根據改色的處理工藝，可大概分為熱處理、輻照、充填和染色法。後兩者暫且不表，原理較為簡單。
- 熱處理
通過在一定條件下加熱寶石("燒")，改變致色離子的含量和價態，可以調整寶石顏色和透明度。例如山東藍寶石的顏色往往較重，且透明度低，可通過調節氧化還原條件下進行加熱，使得部分 Fe(III)還原成 Fe(II)，進而形成了荷移躍遷，改善藍色調，並增大透明度。
類似地，紅寶石、海藍寶石、鋯石等等也可利用該方法。
- 輻照法
通過人為輻射，高能粒子與寶石晶格相互作用，可形成和增加色心等缺陷，進而產生或改變顏色。部分色心不夠穩定，經加熱後平衡，其顏色將褪去。此外，部分寶石顏色的成因是天然輻射形成。
例如，無色鑽石經輻照後形成色心，可帶有黃色或綠色等顏色。
小結
寶石的顏色豐富多彩，在給人以美覺感受的同時，也使寶石本身具有更高的經濟價值。寶石顏色的成因較為複雜，主要可分為物理因素(光學效應)和化學因素(元素 / 晶體缺陷)兩大類。在實際情況下，這兩類因素相互影響，相輔相成，共同構造出寶石絢爛的顏色。
最後，開始放圖（
教科書就略過了……
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