Opaal is gemaakt van gehydrateerd silica, of siliciumdioxide. Het watergehalte varieert. Natuurlijke opalen zijn er in twee varianten. Gemeenschappelijke opalen hebben een enkele kleur en kunnen transparant, wit, rood of zwart zijn. De andere variëteit, opaal van edelsteenkwaliteit, wordt kostbaar opaal genoemd. Kostbare opalen staan bekend om hun kleurenspel, de regenboog die glinstert als hij in het licht wordt gedraaid. Onderzoekers die in het laboratorium werken aan het maken van opalen, proberen deze ongrijpbare kwaliteit vast te leggen en de schoonheid van natuurlijke kostbare opalen na te bootsen. In het laboratorium worden drie categorieën opalen gemaakt: imitatie, synthetisch en kunstmatig gekweekt.
De enige vereiste voor een materiaal om een succesvol imitatie-opaal te zijn, is dat het eruitziet als natuurlijk opaal. John Slocum vond in 1974 een imitatie-opaal uit die bekend staat als Slocum Stone, of opaalessentie. De steen is gemaakt van glas met stukjes metaalfolie die het vuur creëren dat kenmerkend is voor opaal. Opaliet is een andere imitatie die van plastic is gemaakt. Het is zachter dan natuurlijk opaal en vertoont irisatie van de huid van een hagedis, een schaalachtig patroon dat lijkt op het uiterlijk van natuurlijk opaal, maar toch merkbaar anders is.
Het basisproces van opaalsynthese bestaat uit drie fasen. Eerst maken wetenschappers kleine silicabolletjes. Vervolgens rangschikken ze de bollen in een roosterpatroon om de structuur van kostbaar opaal na te bootsen. Ten slotte vullen ze de poriën van de structuur met silicagel en harden ze uit. Het proces kan meer dan een jaar duren. Het resultaat is een gehydrateerd silicaproduct dat iriserend is en er hetzelfde uitziet als natuurlijk opaal. Het moeilijkste deel van de opaalsynthese is het nabootsen van het regenboogvuur van natuurlijk kostbaar opaal. Pierre Gilson creëerde de eerste synthetische opaal in 1974, en de eerste pogingen hadden banden van irisatie in plaats van schitteringen. Onderzoekers pasten het proces aan en creëerden een iriserende hagedishuid.
In de jaren tachtig begon de opaalfotograaf en historicus Len Cram te experimenteren met nieuwe manieren om opalen laten groeien. Na het horen van verhalen over opalen skeletten en hekpalen rond opaalmijnen, twijfelde Cram aan de traditionele verklaring van opaalvorming. Anderen veronderstelden dat silica de zakken in de grond opvulde en in de loop van honderden jaren verhardde tot opaal. Cram geloofde dat opalen sneller groeiden. Hij dacht dat opalen werden gevormd door chemische reacties waarbij verbindingen in het vuil betrokken waren. Cram heeft zijn eigen proces gecreëerd voor het maken van opalen op basis van deze theorie. Hij mengt opaalvuil met vloeibare elektrolyten en binnen enkele maanden kweekt hij opalen die visueel niet te onderscheiden zijn van natuurlijke opalen.
