Чистый опал бесцветен, но почти всегда он более или менее молочный и непрозрачный или окрашен в различные тусклые тона. Под микроскопом можно увидеть его внутреннюю структуру, представляющую собой расположенные в определенном порядке (наподобие пчелиных сот) в массе кремниевого геля мелкие шарики кремнезема. Такая структура обеспечивает радужную игру цветов (интерференция), изменяющуюся с поворотом камня. Камень самых разнообразных цветов и оттенков (его окрашивают примеси железа, марганца, никеля и других элементов). Прозрачные опалы гранят, а полупрозрачные делают в виде кабошонов. 
Опал — это кремниевая кислота и вода, аморфная разновидность кварца. Точнее, гель из кремниевой кислоты и воды осадочного происхождения (полигидрат диоксида кремния SiO₂·xH2O). Благородный опал содержит от 6 до 10% воды, поэтому опалы любят, чтобы их носили. При пересушивании и потере влаги опалы трескаются и теряют свои ювелирные качества. Опалы также нельзя хранить при избытке влаги. Это мягкие камни, часто требующие дополнительной защиты в изделиях. Растворяются в плавиковой кислоте. Сильные внутренние рефлексы, опалесценция. Известны три вида ювелирного опала: черный опал, имеющий очень темный синий цвет со вспышками других цветов; огненный опал оранжево-красного цвета и белый опал (кахолонг). Лучшая коллекция опалов находится в Вене. 95% мировой добычи опалов приходится на Австралию. 
Главное достоинство опала — способность излучать последовательно различные лучи под действием солнечного света, вызывать разнообразную игру цветов и отсверки при вращении внутри опала. Опал может казаться равномерно окрашенным в одном ракурсе, но при повороте проявляются цветные отсверки и вспышки цветных лучей. При вращении натурального опала одни блики могут исчезать, а другие появляться в самых неожиданных местах. Молочно-белые (неблагородные) и огненные (благородные) опалы могут не иметь выраженных отсверков при вращении. Опалы боятся чрезмерных намокания и сухости, могут вначале разбухнуть и затем растрескаться. Содержание воды в благородных и неблагородных опалах колеблется от 1 до 21%, изредка выше (в пористом гидрофане содержится до 32% воды). 
При геологическом старении опал теряет большую часть своей воды и превращается в халцедон — разновидность кварца со скрытокристаллической волокнистой структурой. В бытовых условиях это невозможно, при резкой сушке опал может высохнуть, растрескаться или даже полностью рассыпаться серую в пыль. 
Опал — один из наиболее известных ювелирных камней. В странах Востока опал — символ верности и надежды. Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что благородные опалы состоят из однородных по размеру частиц кремнезема диаметром 150-450 нм, расположенных по принципу кубической, иногда гексагональной упаковки. Эти сферические частицы, в свою очередь, сложены беспорядочно расположенными мелкими глобулами диаметром 10-50 нм. Пустоты между сферами заполнены аморфным кремнеземом, воздухом, водяным паром, игольчатыми или неправильной формы кристаллами тридимита и кристобалита. Одинаковые по размеру и плотно упакованные сферы действуют как трехмерная дифракционная решетка (понятие современной математической физики), разлагая свет на его цветные составляющие и этим вызывая опалесценцию. 
Наиболее яркая цветовая игра возникает при значительной разнице в оптических свойствах сфер и цемента, заполняющего пустоты между ними. Это имеет место в черных опалах, обладающих опалесценцией неповторимой красоты. Наименне эта игра выражена у огненных опалов, у которых сферы и цемент между ними сложены практически из одного и того-же вещества. У благородных опалов размеры микрочастичек кремнезема одинаковые и структурированные, у неблагородных могут сильно различаться по форме и размеру и располагаются хаотично. Приводим фотографии внутренней микро-структуры природных благородных (слева) и неблагородных (справа) опалов, сделанные под электронным микроскопом. 
Некоторые горные породы целиком состоят из опалов — гейзерит, диатомит, трепел. Образование неорганических опалов связано с отложением кремнезема из горячих вулканогенных вод или с разложением силикатов под действием воды и углекислоты в зоне выветривания. Опал биогенного происхождения слагают скелеты диатомей и радиолярий. Цветные иризирующие опалы употребляются в качестве поделочных камней.