Otras propiedades físicas muy importantes de las gemas son las que se refieren a su comportamiento ante la radiación electromagnética, singularmente a la de longitud de onda en el rango de la radiación visible; en términos comunes, su comportamiento ante la luz. En tal sentido, las propiedades más importantes son: Color, transparencia, dispersión, refracción y efectos ópticos especiales.

Se denomina color al complementario de la radiación visible absorbida por la gema cuando se provoca la excitación de los electrones de la capa externa de sus átomos a orbitales de mayor energía. Como sucede con los demás minerales, hay gemas que poseen color propio idiocromáticas), porque los iones excitados son los que forman parte de la composición específica del mineral. Son ejemplos la rodocrosita (MnCOs), la malaquita (Cu2(OH)2CO3), el olivino ((Mg,Fe)2SiO4) y otros

Muchas gemas, sin embargo, son incoloras cuando son puras, aunque esta circunstancia pueda ser muy rara, y sólo toman color según la impureza predominante incluida en pequeñas cantidades en su red cristalina: son gemas que se llaman alocromáticas y que pueden presentar diversos colores. Ejemplos típicos son el diamante (C), el berilo (AhBesSieOis), el corindón (AhOs), las turmalinas, la luorita v muchos otros

El color alocromático en el caso del aguamarina (berilo con mezcla de hierro, medio), esmeralda (berilo con cromo, derecha)

Una mayor pureza e intensidad del color significan, en muchos casos, diferencias de valor de varios órdenes de magnitud en gemas. Los intentos de cuantificar el color y aportar, de este modo, un elemento objetivo a la valoración de las gemas llamadas "de color" han fracasado, porque ningún equipo óptico o electrónico conocido alcanza la finura y flexibilidad de un ojo humano bien entrenado para la discriminación del color. Leves tonalidades azules o amarillentas en el verde de la esmeralda, por ejemplo, hacen variar su precio de forma muy apreciable.