Opal, silikanın (SiO2-nH2O) hidratlı amorf bir formudur; su içeriği ağırlıkça %3 ila 21 arasında değişebilir, ancak genellikle %6 ila 10 arasındadır. Amorf özelliği nedeniyle, mineral olarak kabul edilen kristalin silika formlarının aksine, bir mineraloid olarak sınıflandırılır. Nispeten düşük bir sıcaklıkta birikir ve en yaygın olarak limonit, kumtaşı, riyolit, marn ve bazalt ile birlikte olmak üzere hemen hemen her tür kayanın çatlaklarında oluşabilir.
Değerli opal değişken bir iç renk etkileşimi gösterir ve bir mineraloid olmasına rağmen bir iç yapıya sahiptir. Mikroskobik ölçeklerde, değerli opal altıgen veya kübik yakın paketlenmiş bir kafes içinde yaklaşık 150-300 nm (5.9×10-6-1.18×10-5 inç) çapında silika kürelerden oluşur. Bu düzenli silika kürelerinin opalin mikro yapısından geçen ışığın girişimine ve kırınımına neden olarak iç renkleri ürettiği 1960'ların ortalarında J. V. Sanders tarafından gösterilmiştir. Bu kürelerin boyutlarının ve paketlenmelerinin düzenliliği, değerli opalin kalitesinin başlıca belirleyicisidir. Düzenli olarak paketlenmiş küre düzlemleri arasındaki mesafenin, görünür ışığın bir bileşeninin dalga boyunun yaklaşık yarısı kadar olduğu durumlarda, bu dalga boyundaki ışık, istiflenmiş düzlemler tarafından oluşturulan ızgaradan kırınıma maruz kalabilir. Gözlemlenen renkler, düzlemler arasındaki boşluk ve düzlemlerin gelen ışığa göre yönelimi tarafından belirlenir. Bu süreç Bragg'ın kırınım yasası ile tanımlanabilir.
