Сапфирите, както всеки естествен скъпоценен камък, се образуват от различните промени, смесвания и химически промени, които непрекъснато се случват в земята. Сапфирите се създават чрез определени промени в топлината и налягането и могат да бъдат намерени както в метаморфни, така и в магмени скали. Скалите, в които могат да бъдат намерени сапфири, включват гранит, шисти, гнайси, нефалинов сиенит и редица други. Те могат да бъдат открити и в находища на алувиум. Когато сапфирите се образуват по естествен път, те са шестоъгълни и се наричат корунд. Поради забележителната твърдост на сапфирите, на второ място след диаманта, те са високо ценени.
Корундът може да се намери в най-различни цветове; обаче се счита за сапфир само когато не е червен. Червеният корунд се нарича рубин. По време на образуването на корунд оцветяването на камъка зависи от това какви минерали присъстват. Например, когато има желязо, сапфирите могат да имат зелен или жълт оттенък, докато присъствието на ванадий ще създаде лилави сапфири. Най-ценените сапфири са синьо, което е резултат от присъствието на титан, когато камъкът се формира.
С напредъка на науката и технологиите са създадени методи за изкуствено растящи сапфирни кристали. Оригиналният процес е открит през 1902 г. и се състои от алуминиев прах, добавен към пламък с кислород, който от своя страна е насочен надолу. Алуминиевият окис в този пламък бавно се "отлага" във форма на капка, наречена бул. По време на този процес могат да се добавят разнообразни химикали, за да се създадат сапфири с множество нюанси, както и червени рубини. Докато други процеси са били открити от началото на 1900 г., именно тези изкуствени сапфири са се отворили използване на камъка за технологични цели, включително използване на стъкла и като фокусиращи устройства в лазери.