Smaragdai yra žalios arba žalsvai mėlynos spalvos brangakmenių berilio veislė [Be3Al2 (Si6O18)]. Jo spalva gali atsirasti dėl nedidelio chromo arba vanadžio kiekio. Tai kietas, bet trapus brangakmenis, nes trūkumai yra dažni jų formavime. Smaragdai susidaro tiek natūraliai, tiek žmogaus sukeltomis sąlygomis. Žmogaus pagaminti smaragdai kartais vadinami „sukurtais“ smaragdais. Smaragdo telkiniai randami JAV Šiaurės Karolinoje ir Kalifornijoje, taip pat Kolumbijoje, Brazilijoje, Alžyre ir Uralo kalnuose. Tarp įprastų smaragdo veislių yra žvaigždžių smaragdas, Kolumbijos smaragdas, Zambijos smaragdas, katės akių smaragdas, Trapiche smaragdas ir Brazilijos smaragdas. Šalia smaragdų susidarantys mineralai yra kvarcas, lauko špatas ir kalcitas.
Natūralūs smaragdai susidaro arba pegmatito nuosėdose, arba hidroterminėse venose metamorfinėje aplinkoje. Hidroterminėje gysloje hidroterminiai skysčiai iš magmos išbėgo giliau Žemės plutoje. Kai šiuose skysčiuose yra specifinių elementų, esančių smaragduose (pvz., Berilio) ir kurie pradeda vėsti nuosėdų venose, pradeda formuotis smaragdai.
Pegmatito nuosėdose magma vietoj hidroterminių skysčių yra pagrindinis smaragdų susidarymo komponentas. Kai magma atvės, skysčio tirpale lieka elementų. Kai lieka tinkami elementai ir yra tokios optimalios sąlygos kaip aušinimas, susidaro smaragdai.
Šioje aplinkoje temperatūra svyruoja maždaug nuo 750 iki 930 laipsnių pagal Farenheitą, esant slėgiui nuo vieno iki trijų kilobarų (maždaug nuo 7,5 iki 21,75 tonų slėgio kvadratiniame colyje). Aušinimas trunka ilgai: natūralūs smaragdai šiandien susidaro prieš šimtus milijonų metų.
Yra du pagrindiniai sintetinės smaragdo formavimo aplinkos tipai: hidroterminis ir srauto augimas. Hidroterminis metodas apima smaragdo lukšto auginimą ant berilio rūgščioje aplinkoje ir daug silicio turinčių „maistinių medžiagų“. The chemikalai kaitinami maždaug nuo 930 iki 1112 laipsnių pagal Celsijų, esant 700–1400 kilobarų slėgiui (5076–10150 tonų slėgio kvadratinis colis). Rūgštinė aplinka neleidžia chromui atsiskirti nuo auginimo terpės, o silicio turtingos maistinės medžiagos yra laikomos nuo kitų cheminių medžiagų, kad netrukdytų smaragdų augimui.
Smarkiai augantys smaragdai apima sintetinio smaragdo auginimą ant bespalvio „sėklinio kristalo“ berilo. Molibdatai, volframatai ir vanadatai naudojami "srautui" formuoti. Šios medžiagos ištirpsta. Berilis yra pasukamas ir padedamas kontaktuoti su „besisukančia lydalo zona“, tada pašalinamas. Tai sintetina berilą. Naudojant šį auginimo būdą, dažnai susidaro į plunksną panašūs inkliuzai.