Los zafiros, como cualquier piedra preciosa natural, están formados por los diferentes cambios, mezclas y cambios químicos que ocurren constantemente en la tierra. Los zafiros se crean a través de ciertos cambios de calor y presión, y se pueden encontrar tanto en rocas metamórficas como ígneas. Las rocas en las que se pueden encontrar zafiros incluyen granito, esquisto, gneis, nefalina sienita y una variedad de otras. También se pueden encontrar en depósitos de aluvión. Cuando los zafiros se forman de forma natural, son hexagonales y se llaman corindón. Debido a la notable dureza de los zafiros, solo superados por el diamante, son muy apreciados.
El corindón se puede encontrar en una variedad de colores; sin embargo, solo se considera zafiro cuando no es rojo. El corindón rojo se conoce como rubí. Durante la formación del corindón, el color de la piedra depende de los minerales presentes. Por ejemplo, cuando hay hierro, los zafiros pueden tener un tono verde o amarillo, mientras que la presencia de vanadio creará zafiros púrpuras. Los zafiros más preciados son el azul, que es el resultado de la presencia de titanio cuando se forma la piedra.
Con los avances de la ciencia y la tecnología, se han creado métodos para el crecimiento artificial de cristales de zafiro. El proceso original se descubrió en 1902 y consistía en añadir polvo de alúmina a una llama de oxihidrógeno, que a su vez se dirigía hacia abajo. La alúmina en esta llama se "deposita" lentamente en forma de lágrima llamada bola. Se pueden agregar una variedad de productos químicos a lo largo de este proceso para crear zafiros de múltiples tonos, así como rubíes rojos. Si bien se han descubierto otros procesos desde principios del siglo XX, son estos zafiros artificiales los que se han abierto aumentar el uso de la piedra con fines tecnológicos, incluido el uso en paneles de vidrio, y como dispositivos de enfoque en láseres.