L'opale è fatto di silice idrata, o biossido di silicio. Il suo contenuto di acqua varia. Gli opali naturali sono disponibili in due varietà. Gli opali comuni sono di un unico colore e possono essere trasparenti, bianchi, rossi o neri. L'altra varietà, opale di qualità gemma, è chiamata opale prezioso. Gli opali preziosi sono noti per il loro gioco di colori, l'arcobaleno che luccica quando viene acceso nella luce. I ricercatori che lavorano alla creazione di opali in laboratorio cercano di catturare questa qualità sfuggente e ricreare la bellezza dei preziosi opali naturali. In laboratorio vengono create tre categorie di opali: imitazione, sintetico e coltivato artificialmente.
L'unico requisito affinché un materiale sia un'imitazione di successo è che assomigli all'opale naturale. John Slocum ha inventato un opale d'imitazione noto come Slocum Stone, o essenza di opale, nel 1974. La pietra è fatta di vetro con pezzetti di lamina metallica che creano il fuoco caratteristico dell'opale. L'opalite è un'altra imitazione fatta di plastica. È più morbido dell'opale naturale e mostra l'iridescenza della pelle di lucertola, un motivo a squame che è vicino all'aspetto dell'opale naturale ma è ancora notevolmente diverso.
Il processo di base della sintesi dell'opale consiste di tre fasi. In primo luogo, gli scienziati creano minuscole sfere di silice. Successivamente, dispongono le sfere in un reticolo per imitare la struttura del prezioso opale. Infine, riempiono i pori della struttura con gel di silice e la induriscono. Il processo può richiedere più di un anno. Il risultato è un prodotto di silice idrata che mostra iridescenza e ha un aspetto simile a quello dell'opale naturale. La parte più difficile della sintesi dell'opale è ricreare il fuoco arcobaleno dell'opale prezioso naturale. Pierre Gilson ha creato il primo opale sintetico nel 1974 e i primi tentativi avevano bande di iridescenza piuttosto che scintillii. I ricercatori hanno adattato il processo e creato l'iridescenza della pelle di lucertola.
Negli anni '80, il fotografo e storico di opali Len Cram iniziò a sperimentare nuovi modi per coltivare opali. Dopo aver ascoltato storie di scheletri opalizzati e pali di recinzione intorno alle miniere di opali, Cram dubitò della spiegazione tradizionale della formazione dell'opale. Altri hanno ipotizzato che la silice si sia riempita di sacche nel terreno e si sia indurita in opale nel corso di centinaia di anni. Cram credeva che gli opali crescessero più rapidamente. Pensava che gli opali si fossero formati da reazioni chimiche che coinvolgono composti nella sporcizia. Cram ha creato il proprio processo per la creazione di opali basato su questa teoria. Mescola lo sporco opale con elettroliti liquidi e in pochi mesi coltiva opali che sono visivamente indistinguibili dagli opali naturali.
