Szafiry, jak każdy naturalnie występujący kamień szlachetny, powstają w wyniku różnych przesunięć, mieszania i zmian chemicznych, które nieustannie zachodzą w ziemi. Szafiry powstają w wyniku pewnych zmian temperatury i ciśnienia i można je znaleźć zarówno w skałach metamorficznych, jak i magmowych. Do skał, w których można znaleźć szafiry, należą granit, łupek, gnejs, sjenit nefaliny i wiele innych. Można je również znaleźć w osadach namułów. Kiedy szafiry powstają w sposób naturalny, są sześciokątne i nazywane są korundem. Ze względu na niezwykłą twardość szafirów, ustępujących jedynie diamentom, są one wysoko cenione.
Korund można znaleźć w różnych kolorach; jednak uważa się go za szafir tylko wtedy, gdy nie jest czerwony. Czerwony korund nazywany jest rubinem. Podczas formowania się korundu zabarwienie kamienia zależy od tego, jakie minerały są obecne. Na przykład, gdy obecne jest żelazo, szafiry mogą mieć zielony lub żółty odcień, podczas gdy obecność wanadu tworzy fioletowe szafiry. Najbardziej cenione są szafiry niebieskie, co jest wynikiem obecności tytanu podczas formowania kamienia.
Wraz z postępem nauki i technologii stworzono metody sztucznego wzrostu kryształów szafiru. Pierwotny proces został odkryty w 1902 roku i polegał na dodawaniu proszku tlenku glinu do płomienia tlenowo-wodorowego, który z kolei jest skierowany w dół. Tlenek glinu w tym płomieniu jest powoli „osadzany” w kształcie łzy zwanej kulą. W trakcie tego procesu można dodawać różne chemikalia, aby stworzyć szafiry o wielu odcieniach, a także czerwone rubiny. Podczas gdy inne procesy zostały odkryte od początku XX wieku, to właśnie te sztuczne szafiry otworzyły się zwiększenie wykorzystania kamienia do celów technologicznych, w tym stosowania w szybach oraz jako urządzenia skupiające w lasery.