L’émeraude est composée de silicate d'aluminium et de béryllium, auquel s’ajoute du chrome, du vanadium et du fer. Le système cristallin de l’émeraude est hexagonal. Sa dureté varie entre 7,5 et 8 sur l'échelle de Mohs. L’émeraude est légèrement dichroïque (vert-jaune ou vert-bleu). Sa densité varie de 2,7 à 2,9. En joaillerie, on la taille principalement en « émeraude » (rectangle à pans coupés), en « cabochon », en « poire » ou en « ovale ». L’émeraude est une des pierres précieuses les plus chères. La présence très fréquente d’inclusions, gracieusement appelées « givres » ou poétiquement "jardin", n’est pas un handicap, car elle peut attester de l'origine de la pierre ; certaines originalités cristallographiques sont très recherchées par des collectionneurs (étoile à six branches, appelée émeraude trapiche< /A>).

La plupart des émeraudes sont traitées avec des huiles ou des résines, c'est pourquoi il est déconseillé de les nettoyer par la technique des ultrasons. Surtout aussi a cause de leur fragilité ( inclusions ou fractures )

L’identification des émeraudes, notamment pour établir les liens entre les gisements connus (62 gisements dans 19 pays) et les anciennes pierres, se fait par spectrométrie de masse, en mesurant la proportion de ses isotopes d’oxygène. Le rapport ¹⁸O/¹⁶O varie de 7 à 25 selon les gisements.