Smaraldele sunt o varietate de verde până la albastru-verzui a speciei de beril [Be3Al2 (Si6O18)]. Culoarea sa poate proveni din cantități mici de crom sau vanadiu. Sunt o bijuterie dură, dar fragilă, deoarece defectele sunt frecvente în formarea lor. Smaraldele se formează atât în mod natural, cât și prin condiții create de om. Smaraldele făcute de om sunt uneori numite smaralde „create”. Zăcămintele de smarald se găsesc în Carolina de Nord și California în SUA, precum și în Columbia, Brazilia, Algeria și Munții Ural. Soiurile comune de smarald includ smaraldul stea, smaraldul columbian, smaraldul zambian, smaraldul cu ochi de pisică, smaraldul Trapiche și smaraldul brazilian. Mineralele comune care se formează lângă smaralde sunt cuarțul, feldspatul și calcitul.
Smaraldele naturale se formează fie în depozite de pegmatită, fie în vene hidrotermale în medii metamorfice. Într-o venă hidrotermală, fluidele hidrotermale au scăpat din magma mai adâncă în scoarța Pământului. Când aceste fluide conțin elementele specifice care se află în smaralde (cum ar fi beriliu) și încep să se răcească în venele de depozit, smaraldele încep să se formeze.
În depozitele de pegmatită magma, în locul fluidelor hidrotermale este componenta cheie în formarea smaraldelor. Când magma răcește, elementele rămân în soluția fluidului rămas. Când rămân elementele potrivite și există condiții optime, cum ar fi răcirea, se formează smaralde.
În aceste medii, temperaturile variază de la aproximativ 750 la 930 grade Fahrenheit sub presiuni care se ridică la unu până la trei kilobari (aproximativ 7,5 la 21,75 tone de presiune pe inch pătrat). Răcirea durează perioade lungi de timp: smaraldele naturale s-au format astăzi cu sute de milioane de ani în urmă.
Există două tipuri principale de medii sintetice de formare a smaraldului, hidrotermale și de creștere a fluxului. Metoda hidrotermală implică cultivarea unui furnir de smarald peste un beril într-un mediu acid și un „nutrient” bogat în siliciu. substanțele chimice sunt încălzite la aproximativ 930-1112 grade Fahrenheit la presiuni de 700 până la 1400 kilobari (5076-10150 tone de presiune pe inch pătrat). Mediul acid împiedică cromul să se separe de mediul de creștere, iar nutrienții cu siliciu bogat sunt păstrați de celelalte substanțe chimice pentru a nu împiedica creșterea smaraldelor.
Smaraldele cu creștere a fluxului implică cultivarea unui smarald sintetic peste un beril incolor "cristal de semințe". Molibdatele, tungstatele și vanadatele sunt folosite pentru a forma un „flux”. Aceste materiale sunt topite. Un beril este rotit și este pus în contact cu o „zonă de topire rotativă” și apoi îndepărtat. Aceasta sintetizează berilul. Incluziunile asemănătoare penelor se formează adesea în această metodă de creștere.