紫水晶的顏色主要來源於其內部的色心物質，主要爲鐵離子和錳離子。當紫水晶受到高能輻射照射時，其中一箇氧原子獲得了較高的能量，從而失去了一箇電子，而這個電子則被氫離子所捕獲成爲氫原子。此時，鐵和周圍的四個氧就一共再度有六個負電荷了，再一次成爲了一箇空穴色心，而正是因爲這個空穴色心導致了紫色的產生。對於含有二價亞鐵離子的紫水晶，當其褪色後就是綠色的。
此外，紫水晶的顏色也會受到外部光線的影響。例如，陽光中的紫外線會影響離子的穩定性，使其逐漸褪色。紫水晶在不同角度下會表現出不同的色彩，但事實上真的不是這樣的。紫水晶的顏色是由其內部的色心物質所決定的，與角度沒有任何關係，因此不管從哪個角度觀察，其顏色都是一樣的。
在高溫加熱情況下，紫水晶中的色心會遭到破壞，紫色完全消退。因此，紫水晶是不能夠進行強烈的高溫照射的，這也就說明了紫水晶是不能夠使用日照法來進行淨化的。在一定的高溫下，紫水晶會褪色變成紫黃晶，但是又不是純正的那種。