Smaragdit ovat vihreästä vihertävän siniseen lajikkeeseen helmet Beryl [Be3Al2 (Si6O18)]. Sen väri voi tulla pienistä määristä joko kromia tai vanadiinia. Ne ovat kova, mutta hauras helmi, koska virheet ovat yleisiä niiden muodostumisessa. Smaragdit muodostuvat sekä luonnollisesti että ihmisen tekemien olosuhteiden kautta. Manmade smaragdeja kutsutaan joskus "luotuiksi" smaragdeiksi. Emerald-esiintymiä löytyy Pohjois-Carolinasta ja Kaliforniasta Yhdysvalloissa sekä Columbiasta, Brasiliasta, Algeriasta ja Uralin vuoristosta. Emeraldin yleisimpiä lajikkeita ovat mm. Tähti smaragdi, Columbian smaragdi, Sambian smaragdi, kissan silmän smaragdi, Trapiche smaragdi ja Brasilian smaragdi. Smaragdin viereen muodostuvia yleisiä mineraaleja ovat kvartsi, maasälpä ja kalsiitti.
Luonnollisia smaragdeja muodostuu joko pegmatiittikerroksissa tai hydrotermisissä laskimoissa muodonmuutosympäristöissä. Hydrotermisessä laskimossa hydrotermiset nesteet ovat paenneet magmasta syvemmälle maankuoressa. Kun nämä nesteet sisältävät smaragdeissa olevia erityisiä alkuaineita (kuten berylliumia) ja alkavat jäähtyä kerrostumissa, smaragdeja alkaa muodostua.
Pegmatiittikerroksissa magma on hydrotermisten nesteiden sijasta smaragdien muodostumisen avaintekijä. Kun magma jäähtyy, jäljelle jääneen nesteen liuokseen jää elementtejä. Kun oikeat elementit ovat jäljellä ja optimaaliset olosuhteet, kuten jäähdytys, ovat paikallaan, smaragdeja muodostuu.
Näissä ympäristöissä lämpötilat vaihtelevat noin 750 - 930 Fahrenheit-astetta paineissa, jotka ovat 1-3 kilobaaria (noin 7,5 - 21,75 tonnia painetta neliötuumaa kohti). Jäähdytys kestää kauan: luonnon smaragdeja muodostuu nykyään satoja miljoonia vuosia sitten.
Synteettisissä smaragdinmuodostusympäristöissä on kaksi päätyyppiä, hydroterminen ja vuonkasvu. Hydrotermiseen menetelmään kuuluu smaragdiviilun kasvattaminen beryylin päälle happamassa ympäristössä ja piitä sisältävän "ravintoaineen" päälle. kemikaaleja kuumennetaan noin 930–1112 Fahrenheit-astetta 700–1400 kilobaarin (5076–10150 tonnia neliötuumaa). Happama ympäristö estää kromia erottumasta kasvualustasta ja piipitoinen ravintoaine pidetään muista kemikaaleista estääkseen smaragdien kasvua.
Flux-kasvun smaragdeihin kuuluu synteettisen smaragdin kasvattaminen värittömän "siemenkiteisen" beryylin päällä. Molybdaatteja, volframaatteja ja vanadaatteja käytetään "vuon" muodostamiseen. Nämä materiaalit ovat sulaneet. Beryyliä pyöritetään ja se asetetaan kosketukseen "pyörivän sulavyöhykkeen" kanssa ja poistetaan sitten. Tämä syntetisoi beryylin. Tässä kasvatusmenetelmässä muodostuu usein höyhenen kaltaisia sulkeumia.