В древнекитайской живописи, такой как знаменитые на весь мир фрески в Дуньхуане, художники часто использовали минералы в качестве красителей, например, гематит (красный), киноварь (красный), пирит (жёлтый), малахит (зелёный), лазурит (синий), графит (чёрный) и другие. Когда видимый свет падает на поверхность минерала, часть света отражается, а часть поглощается. Если минерал прозрачный и не слишком толстый, часть света может проходить через него. Когда минерал поглощает все волны видимого света, он становится чёрным, а при равномерном поглощении разных волн видимого света — серым разной степени. При отсутствии поглощения видимого света он выглядит бесцветным или белым. Если же он избирательно поглощает свет определённой волны, он принимает цвет, дополняющий цвет поглощённого света, и проявляется в виде цветного оттенка.
Почему некоторые минералы избирательно поглощают свет определённой волны? Это связано в основном с тремя механизмами. Во-первых, некоторые минералы содержат элементы, называемые переходными металлами, такие как железо, марганец, титан, ванадий, хром, медь, свинец, цинк, кобальт и никель. Атомы этих элементов могут поглощать свет разных волн, придавая минералу разный цвет. Например, ярко-красный цвет рубина обусловлен наличием ионов хрома в кристалле, а ярко-зелёный цвет нефрита — тоже наличием ионов хрома в кристалле. Однако цвет, придаваемый ионами, зависит от структуры кристалла. Во-вторых, в кристаллической структуре минерала электроны, находящиеся между соседними ионами, могут переходить из одного состояния в другое, что сопровождается сильным поглощением видимого света. Например, в сапфире электроны переходят между ионами двухвалентного железа и титана, избирательно поглощая свет определённой волны. В-третьих, некоторые минералы имеют структурные дефекты, приводящие к тому, что пустые места, не занятые ионами, избирательно поглощают свет определённой волны. Например, по этой причине полевой шпат часто имеет зелёный или фиолетовый цвет.
Кроме того, в зависимости от причины окраски минерала цвет может быть первичным, если он обусловлен самой структурой минерала; вторичным, если он вызван примесями или включениями газа/жидкости; или искусственным, если он обусловлен физическими оптическими эффектами.