水晶为物理上，化学上均甚安定之材料，其压电性质（Piezoelectricity）及弹性性质使其机械振动表现于电气上时，有高Q 值、低动率，高敏锐性、高稳定性、… 等优良频率特性。因此凡是要求高度精密，稳定频率之振荡器、滤波器皆须用水晶作为振荡材料。其用途如频率合成、计数、导航、导向、传真、计算机、通信、计时、… 等其在国防军事上的用途，更见其重要性。
水晶Rock Crystal Quartz的最主要元素是SiO2（二氧化硅），即是Quartz（石英）。我们常把透明的石英称为水晶，其实它们是相同元素的。石英的化学成分就是二氧化硅SiO2，属六方晶系，硬度为7，比重为2.66，折光率为1.54-1.55，双折射率为0.0009具玻璃光泽（玻璃则无双折射率）。而常见的石英多为块状体，但是偶尔也会有具良好且透明的结晶。各种水晶含有不同的微量金属，使各种水晶拥有其独特的颜色，紫水晶含少量铁、黄水晶含少量金砂石、粉水晶含少量钛。而SiO2（二氧化硅）一般分为两种--低温石英及高温石英。水晶的生长温度约在550－600℃间，在550-573℃之间生成的属于低温石英，常见的水晶即属此类，其水晶簇柱是六角柱体（六方晶系）；573-600℃之间生成的属于高温石英，玛瑙 就是常见的高温石英。
石英最常见的结晶类型是六角不对称尖柱状的低温石英，这是在地表温度范围所形成的石英。另有一种石英在较高的温度下结晶形成，称为高温石英，形状为对秤的六脚尖柱状。还有一种高压环境下形成的石英，通常在地下深处或天体撞击下可发现这种高温石英
水晶的分析
水晶频率平均每一秒释放出八百万次的震荡，古时人们已知道水晶充满能量，但过去科学不发达，未能以科学方法研究水晶，到了近代两个世纪，科学起飞，人们逐渐发现水晶的物理性。在上十九世纪未，科学家已发现石英有Piezoelectricity （ 压电性 ），于石英一端施压，另一端会释出电荷。
到上世纪二十年代，科学家又发现石英有Frequency（振荡）现象，当水晶通电时，水晶会膨胀，截断电流时便收缩到原来大小；不断快速地重复供电、停电，水晶则不断的高速胀缩振荡，而振荡的频率却极为隐定。因为振荡频率高速而隐定，所以水晶便被制成芯片，是电器零件不可或缺的原材料。而经过许多专家学者多年对水晶的深入研究，水晶被确定有五大功能：聚焦折射、储存资料、传递讯息、能源转换、能量扩大。
（1）聚焦折射Focus
古时人类已发现水晶有聚焦功能，也可把光线折射，通过水晶这特点可造出凸透镜、凹透镜等。于雷射运用中，芯片和光速之合用，可使于读秒声中测出地球与月球间的距离，利用晶体的特性以可激发出高能量光束、强大、高度平行，精密者可运用于眼科手术，巨大者可运用在如“星战计划”中摧毁来袭的飞弹等等。
（2）储存资料Storage
当有讯息通过水晶，这些信息会被水晶记下，计算机记忆体里的芯片正是有此功能。到了近代所制造出的光谱仪的镜片、棱镜等。压电下的水晶会带正、负不同电荷，这也是计算机二进制中的0与1，没错，这就是计算机的基础。一直发展至今，这种储存记忆的容量惊人，可以将大英百科全书全部的资料输入在比橡皮擦更小的体积内。
（3）传递讯息Transfer
很多电器中的信息传递也要靠芯片，因为水晶振荡的频率隐定，用来传递讯号误差很少。由于水晶芯片的振荡极精准，且极有规律，除了可用来作电子表的时间控制外，还可以执行电算机的精密计算，更可用来作计算机与计算机间巨大讯息的传输。电脑各种板卡上的“晶振”就是用水晶做频率发生器。
（4）能源转换Transform
水晶可把不同的能源转换成其它能源，例如把电能转成光能、热能、声能、磁能，又可把这些能源转成电能。太阳能转成电能便需靠集热芯片。可将能源型态使之转换，比如太阳能集热芯片，可将光变电、电变磁等等。声、光、电、热、磁都是能源，能源不灭，只是转换至不同型态，而水晶是最佳媒人。
（5）能量扩大Amplify
能源通过水晶能够增强而频率不变，例如用扩音器时，电流通过石英转换成声能后（能源转换），再增强声浪（能量扩大），而且不会有走音情况出现（频率不变）。可将同频率的电子讯号同频扩大，像收音机里的晶体会接收空气中的电波，并将以扩大再转换出来，就是人们耳朵听到的声波了。而这之间的倍数何止千万倍。
在介绍过水晶的科学分析及验证之后，我们来看看水晶的分类。水晶的分类是五花八门，通常大致可分三类：1.Crystalline Varieties （显晶类）；2.Crypto crystalline Varieties（隐晶类）；3. Special Varieties（特别类）。
一．Crystalline Varieties（显晶类）：
平时我们观赏到由多条六角形水晶柱（六方晶系）生成一簇的水晶簇，便是属于Crystalline Varieties显晶类，如白水晶、紫水晶、黄水晶、粉晶、发晶、虎眼石等皆属此类。
二．Crypto crystalline Varieties（隐晶类）：
隐晶类水晶外观是一块块的，不是成六角水晶簇状，但他们却也是属六方晶系的。但我们不能以肉眼观察到他们的六角形结晶，因为结晶的体积极为细小，需以显微镜协助下才能看到六角形结晶。而此类水晶非常平滑，因为结晶之间有"水化硅石"填补。玛瑙便属于此类。
三．Special Varieties（特别类）：
这类水晶和一般水晶分别很大，难以归为显晶类或隐晶类，所以归纳为特别类，例如结晶古怪嶙峋的Skeleton Crystal（骨干水晶）、水晶内有山水星像图案的Phantom Crystal（幻影水晶）等皆归纳为此类。
天然水晶和人造水晶区别：
天然水晶遍布全世界，多产自巴西及乌拉圭等南美地区，亦有产自青藏高原，他们生长在地底或洞穴深处，气压需要约地面气压的2至3倍，并且要有含饱和二氧化硅的地下水源源不绝供应，温度需在550－600℃间，经过数万百年、甚至是过千万年的时间，二氧化硅便结成水晶，等待人们去堪探发掘，这是天然水晶昂贵的原因。
但现在科技发达，而且对水晶的需求量又更加的与日俱增（在前面已经大概描述过水晶的科学功能）。所以我们就在工厂中仿真石英的生长环境，大量生产水晶切割成芯片，以满足工业用途（例如石英表、计算机中的CPU便需要芯片）。这就是人造水晶，俗称养晶。
在工厂生产的水晶生长速度相当惊人，可达到一天0.8mm，一般工业用途的3cm厚石英，大约38日便可生成，所以价值远不及天然水晶。人造水晶价值偏低，生长速度快，一块要磨成水晶球的石英，不用半年便能生成，而其它水晶链子的小珠生长时间则更短，但天然水晶却要用上数千万年的时间。所以很多奸商也把人造水晶称为天然水晶贩卖，大家要小心啊！天然水晶在大自然中吸收了数千万年能量，这是人造水晶绝对不可比拟的，我们常常带水晶可以改变自身的能量及磁场。