Das Elektronenmikroskop ließ dann in den 60er Jahren des vorigen Jahrhunderts bei 20.000facher Vergrößerung erkennen, dass Opale kleinste Kügelchen der Minerals Cristobalit oder Tridymit enthalten. Diese Minerale bestehen wie der Opal selbst aus Kieselsäure oder Siliciumdioxid, Sie sind eine seltene Hochtemperaturmodifikation der varietätenreichen Quarzgruppe. Diese Kügelchen von einem zehntausendstel Millimeter Durchmesser sind regelmäßig in die Kieselgelmasse des Opals eingelagert und bilden das ideale Beugungsgitter der farbgebenden Interferenz – und Reflexionserscheinungen.

Opale bestehen wie alle Quarze aus Kieselsäure – plus einem geringen Anteil Wasser. Doch im Gegensatz zu allen anderen Quarzen ist der Opal ein amorpher – wörtlich „gestaltloser“ – Quarz. Als ein amorphers Mineral besitzt er keine Kristallstruktur: die Kieselsäure ist nicht kristallisiert, weder in gut sichtbarer Form wie bei Amethyst, Bergkristall, Citrin oder Rosenquarznoch in mikrokristalliner Form wie bei Achat, Chalcedon, Chrysopras, Jaspis, Karneol oder Onyx, um nur diese zu nennen.

Das geologische Alter der Opale ist jung. Wo immer Kieselsäure-Gel zu Opal erstarrte, ist er ein sekundäres Mineral, das sich in Gesteinen absetzte, lange nachdem diese gebildet worden waren – ganz im Gegensatz zu den meisten anderen Edelsteine, die oft gleichzeitig mit der Gesteinsverfestigung auskrisallisierten. Ausgangsmaterial waren Kalkspatfüllungen in Hohlräumen von Sedimentgestein – so in Australien – und von Lavagestein in Mexiko und Ungarn. Während einiger Jahrtausende laugte Wasser aus dem umgebenden Gestein Kieselsäure aus, die sich in den Hohl- und dünnen Zwischenräumen sammelte. Diese Füllungen festigten sich dann zu Opalknollen und schmalen Opalschichten.

Man unterscheidet drei Arten von Opal: Opale mit Farbspiel sind Edelopale, Opale ohne Farbspiel werden „gemeine“ Opale genannt und gelbrote sind Feueropale. Trotz schöner Namen wie Milchopal, Honigopal, Jaspisopal, Prasopal, Achatopal, Holzopal oder Moosopal spielen Opale ohne Farbspiel kaum eine Rolle. Begehrt ist nun einmal die Vielfarbigkeit der seltenen Edelopale und das feurige Orange der Feueropale.

Der Name Opal leitet sich aus dem Sankskritwort „upala“ beziehungsweise dem lateinischen Wort „opalus“ für wertvoller, kostbarer Stein. Einst muss man ihm in Indien gefunden haben, aber wo, ist unbekannt. Die Römer in der Antike kannten nur einen Fundort: den in Slowenien. Da das Gebiet bis 1919 zu Ungarn gehörte, nennt man sie „ungarische Opale“. Doch diese sind eher miclihig, mit dezentem Farbspiel.

Als um 1860 Opale in Australien entdeckt wurden, bekam die Welt eine Farbsättigung zu Gesicht, die sie so noch nicht gesehen hatte. Tatsächlich stießen die euphorische Beschreibungen dieser Stein zunächst auf Unglauben. Ein solch tiefes Farbenspiel erschien zu unwahrscheinlich. Doch schon bald traten sie einen unvergleichlichen Siegeszug an.