In der antiken chinesischen Malerei, wie zum Beispiel den weltberühmten Dunhuang-Wandmalereien, verwendeten die alten Künstler häufig Mineralien als Pigmente, darunter Hämatit (rot), Zinnober (rot), Hematit (gelb), Malachit (grün), Kupferblau (blau) und Graphit (schwarz). Wenn ein sichtbares Licht auf die Oberfläche eines Minerals trifft, wird ein Teil des Lichts reflektiert und ein Teil absorbiert. Wenn das Mineral transparent und nicht zu dick ist, kann ein Teil des Lichts durch das Mineral hindurchtreten. Wenn das Mineral alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbiert, erscheint es schwarz. Wenn es unterschiedliche Wellenlängen des sichtbaren Lichts gleichmäßig absorbiert, erscheint es in unterschiedlichen Grautönen. Wenn es fast kein sichtbares Licht absorbiert, erscheint es farblos oder weiß. Wenn es selektiv bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbiert, zeigt es die Komplementärfarbe des absorbierten Lichts und erscheint farbig.
Warum absorbieren einige Mineralien selektiv bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts? Es gibt drei Hauptmechanismen: Erstens enthalten einige Mineralien Elemente, die als Übergangsmetalle bezeichnet werden, wie Eisen, Mangan, Titan, Vanadium, Chrom, Kupfer, Blei, Zink, Kobalt und Nickel. Die Atome dieser Elemente können unterschiedliche Wellenlängen des Lichts absorbieren, wodurch das Mineral unterschiedliche Farben annimmt. Zum Beispiel ist das leuchtend rote Rubin auf das Vorhandensein von Chrom-III-Ionen in der Kristallstruktur zurückzuführen, und das leuchtend grüne Jade kommt ebenfalls von Chrom-III-Ionen in der Kristallstruktur. Obwohl beide Chrom-III-Ionen sind, zeigen sie unterschiedliche Farben, da die Struktur des Minerals auch einen Einfluss auf die Ionenfärbung hat. Zweitens können in der Kristallstruktur des Minerals Elektronen zwischen benachbarten Ionen übertragen werden, was zu einer starken Absorption von sichtbarem Licht führt. Zum Beispiel absorbiert Saphir selektiv bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts, wenn Elektronen zwischen zweiwertigen Eisenionen und Titanionen übertragen werden. Drittens können einige Mineralien in ihrer Kristallstruktur strukturelle Defekte aufweisen, und die fehlenden Elektronen in den leeren Positionen absorbieren selektiv bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts. Der häufig grüne oder violette Glanz des Calcit ist auf diese Ursache zurückzuführen.
Darüber hinaus werden die Farben von Mineralien nach ihrer Ursache klassifiziert: Eigene Farben, die durch die intrinsische Zusammensetzung und Struktur des Minerals bestimmt werden; Fremdfarben, die durch Verunreinigungen oder Einschlüsse von Gasen und Flüssigkeiten verursacht werden; und Scheinfarben, die durch physikalische optische Effekte entstehen.