Safir, seperti batu permata alami lainnya, dibentuk oleh berbagai pergeseran, pencampuran, dan perubahan kimia yang terus-menerus terjadi di bumi. Safir diciptakan melalui pergeseran tertentu dalam panas dan tekanan, dan dapat ditemukan di batuan metamorf dan beku. Batuan di mana safir dapat ditemukan termasuk granit, sekis, gneiss, nephaline syenite dan berbagai lainnya. Mereka juga dapat ditemukan di endapan alluvium. Ketika safir terbentuk secara alami, mereka berbentuk heksagonal, dan disebut korundum. Karena kekerasan safir yang luar biasa, kedua setelah berlian, mereka sangat berharga.
Korundum dapat ditemukan dalam berbagai warna; Namun, itu hanya dianggap safir jika tidak merah. Korundum merah disebut sebagai ruby. Selama pembentukan korundum, pewarnaan batu tergantung pada mineral apa yang ada. Misalnya, bila ada besi, safir mungkin memiliki rona hijau atau kuning, sedangkan kehadiran vanadium akan membuat safir ungu. Safir yang paling berharga adalah biru, yang merupakan hasil dari titanium yang hadir saat batu terbentuk.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, metode telah diciptakan untuk kristal safir yang tumbuh secara artifisial. Proses aslinya ditemukan pada tahun 1902, dan itu terdiri dari bubuk alumina yang ditambahkan ke nyala oxyhydrogen, yang pada gilirannya diarahkan ke bawah. Alumina dalam nyala ini perlahan-lahan "diendapkan" dalam bentuk tetesan air mata yang disebut boule. Berbagai bahan kimia dapat ditambahkan selama proses ini untuk membuat safir dengan berbagai warna, serta rubi merah. Sementara proses lain telah ditemukan sejak awal 1900-an, safir buatan inilah yang telah dibuka meningkatkan penggunaan batu untuk tujuan teknologi, termasuk penggunaan di panel kaca, dan sebagai perangkat fokus di laser.