Formation des gemmes
On trouve des gemmes d'origine minérale dans les roches ou dans le gravier qui en provient. Les roches elles-mêmes se composent d'un ou plusieurs minéraux et se divisent en trois types principaux - igné (ou magmatique), sédimentaire et métamorphique. Elles se forment selon un processus long et continu qu'on peut appeler cycle des pierres. Les gemmes que contiennent ces roches sont soit accessibles à la surface, soit enfouies profondément. D'autres, séparées de leur gangue par l'érosion, sont charriées jusqu'aux lacs ou à la mer par les cours d'eau.
Roches ignées
Les roches ignées (ou magmatiques) se sont solidifiées à partir de magma provenant des couches profondes de la terre. Certaines, dites effusives, sont éjectées par les volcans sous forme de lave, de bombes ou de cendres. D'autres, dites intrusives se solidifient sous la surface. Plus une roche se refroidit et se solidifie lentement, plus les cristaux - donc les gemmes qui s'y forment sont grands. Beaucoup de grandes gemmes naissent dans une roche intrusive appelée pegmatite.
Roches métamorphiques
D'origine magmatique ou sédimentaire, les roches métamorphiques ont été modifiées par la chaleur et la pression pour constituer de nouvelles roches incluant de nouveaux minéraux. Au cours de cette évolution, des gemmes peuvent apparaître, tels certains grenats dans des micaschistes nés de la transformation de sédiments et d'argiles; le marbre, formé de calcaire soumis à de fortes pressions et à de hautes températures, peut contenir des rubis.
Roches sédimentaires
Les roches sédimentaires se forment par accumulation des fragments qui se détachent sous l'action des agents naturels, puis se déposent et s'indurent. Les strates de sédiments peuvent constituer sur une pierre un élément décoratif. La plupart des opales d'Australie se rencontrent dans les roches sédimentaires et les turquoises en veine dans les roches sédimentaires telles que les schistes; la halite et le gypse s'observent eux aussi dans des roches sédimentaires, les évaporites.
Substances organiques
Les perles naturelles se forment autour de corps étrangers qui ont pénétré dans la coquille des mollusques marins ou d'eau douce. Les perles de culture sont produites artificiellement dans de grandes pêcheries, notamment dans les eaux peu profondes des côtes japonaises et chinoises. La nacre et l'écaille proviennent des gastéropodes et de tortues aquatiques ou terrestres. Le corail s'obtient à partir des squelettes de petits animaux marins, les polypes coralliens. L'ambre est une résine d'arbres fossilisée et recueillie dans les sédiments marins meubles. Le jais est un bois fossile qu'on trouve dans certaines roches sédimentaires.