A característica especial destas gemas é sua opalescência, uma irisação em forma de arco-íris que varia segundo o ângulo em que se olha. Nos anos 60 se explicava como sendo uma refração da luz sobre lamelas muito finas. O microscópio eletrônico mostra, com 20 000 aumentos, a verdadeira causa: pequenas esferas de 1/10 000 de mm (diâmetro da décima milésima parte do milímetro) do mineral cristobalita inclusos numa massa de sílica gel provocam fenômenos de interferência ou reflexão. Em sentido estrito a opala nobre não seria nenhuma verdadeira massa amorfa.
A opala contém sempre um pouco de água; sua proporção oscila desde pouco até uns 30%. A pedra pode perder sua água com o tempo, ficar com fissuras e diminuir sua opalescência. Embebendo-a em azeite, esperma de baleia ou água, as fissuras desaparecem ainda que só temporariamente. Guardando-a em algodão úmido, impede-se seu envelhecimento e se incrementa seu jogo de cores. Deve-se tomar muito cuidado na sua cravação! Um pequeno aquecimento pode fazer sair a água. A opala também é sensível à pressão e golpes, assim como os ácidos e álcalis. Dentre as opalas nobres pode-se distinguir dois grupos: as que têm uma cor fundamental branca ou clara, opalas brancas e as opalas negras , mais escassas. Sua cor fundamental é o cinzento escuro, azul escuro ou cinzento negro. A de cor negra é muito rara. A opala matriz (opalina) é um crescimento interpenetrado em bandas ou uma inclusão em lamelas de opala nobre na, ou com a rocha matriz.