Smaragden zijn een groene tot groenblauwe variëteit van de edelsteensoort beryl [Be3Al2 (Si6O18)]. De kleur kan afkomstig zijn van minieme hoeveelheden chroom of vanadium. Ze zijn een harde maar broze edelsteen, omdat gebreken vaak voorkomen in hun vorming. Smaragden vormen zowel natuurlijk als door door de mens gemaakte omstandigheden. Door de mens gemaakte smaragden worden soms "gecreëerde" smaragden genoemd. Smaragdafzettingen zijn te vinden in Noord-Carolina en Californië in de VS, evenals in Columbia, Brazilië, Algerije en de Oeral. Veel voorkomende soorten smaragd zijn de stersmaragd, de Colombiaanse smaragd, de Zambiaanse smaragd, de kattenoogsmaragd, de Trapiche-smaragd en de Braziliaanse smaragd. Veel voorkomende mineralen die zich naast smaragden vormen zijn kwarts, veldspaat en calciet.
Natuurlijke smaragden vormen zich in pegmatietafzettingen of hydrothermale aderen in metamorfe omgevingen. In een hydrothermale ader zijn hydrothermische vloeistoffen ontsnapt uit magma dieper in de aardkorst. Wanneer deze vloeistoffen de specifieke elementen bevatten die in smaragden zitten (zoals beryllium) en beginnen af te koelen in afzettingsaders, beginnen zich smaragden te vormen.
In pegmatietafzettingen is magma, in plaats van hydrothermale vloeistoffen, de belangrijkste component bij de vorming van smaragden. Wanneer het magma afkoelt, blijven er elementen achter in de oplossing van de vloeistof die overblijft. Wanneer de juiste elementen overblijven en optimale omstandigheden zoals koeling aanwezig zijn, vormen zich smaragden.
In deze omgevingen variëren de temperaturen van ongeveer 750 tot 930 graden Fahrenheit onder een druk van één tot drie kilobar (ongeveer 7,5 tot 21,75 ton druk per vierkante inch). Afkoeling duurt lang: natuurlijke smaragden werden tegenwoordig honderden miljoenen jaren geleden gevormd.
Er zijn twee hoofdtypen van synthetische smaragdvormingsomgevingen, hydrothermale en fluxgroei. De hydrothermische methode omvat het kweken van een fineer van smaragd over een beryl in een zure omgeving en een siliciumrijke "voedingsstof". De chemicaliën worden ongeveer 930 tot 1112 graden Fahrenheit verwarmd bij een druk van 700 tot 1400 kilobar (5076 tot 10150 ton druk per vierkante inch). De zure omgeving zorgt ervoor dat het chroom niet uit het groeimedium scheidt en de siliciumrijke voedingsstof wordt weggehouden van de andere chemicaliën om te voorkomen dat de groei van de smaragden wordt belemmerd.
Flux-groei smaragden omvatten het kweken van een synthetische smaragd over een kleurloze "zaadkristal" beryl. Molybdaten, wolframaat en vanadaten worden gebruikt om een "flux" te vormen. Deze materialen worden gesmolten. Een beryl wordt geroteerd en in contact gebracht met een "roterende smeltzone" en vervolgens verwijderd. Dit synthetiseert de beryl. Bij deze kweekmethode vormen zich vaak piekerige veerachtige insluitsels.