Сапфиры, как и любой природный драгоценный камень, образуются в результате различных сдвигов, смешения и химических изменений, которые постоянно происходят в земле. Сапфиры создаются в результате определенных сдвигов тепла и давления, и их можно найти как в метаморфических, так и в магматических породах. Породы, в которых можно найти сапфиры, включают гранит, сланец, гнейс, нефалиновый сиенит и множество других. Их также можно найти в отложениях аллювия. Когда сапфиры образуются естественным путем, они имеют шестиугольную форму и называются корундом. Из-за исключительной твердости сапфиров, уступающей только алмазу, они высоко ценятся.
Корунд бывает самых разных цветов; однако он считается сапфиром только в том случае, если он не красный. Красный корунд называют рубином. Во время образования корунда окраска камня зависит от того, какие минералы присутствуют. Например, когда присутствует железо, сапфиры могут иметь зеленый или желтый оттенок, тогда как присутствие ванадия создает пурпурные сапфиры. Самые ценные сапфиры - синие, что является результатом присутствия титана при формировании камня.
С развитием науки и техники были созданы методы искусственного выращивания кристаллов сапфира. Первоначальный процесс был открыт в 1902 году, и он состоял из порошка оксида алюминия, добавляемого в кислородно-водородное пламя, которое, в свою очередь, направлено вниз. Глинозем в этом пламени медленно «оседает» в форме капли, называемой булей. В ходе этого процесса можно добавлять различные химические вещества для создания сапфиров разных оттенков, а также красных рубинов. Хотя с начала 1900-х годов были обнаружены и другие процессы, именно эти искусственные сапфиры открыли использование камня в технологических целях, в том числе в оконных стеклах, а также в качестве фокусирующих устройств в лазеры.