光学性质宝石级者呈淡绿黄、黄绿(橄榄绿)、绿褐色、褐色，颜色和多色性随铁的含量而变化。色浅者不显多色性，绿色为主者呈绿一弱绿黄-绿三色性，而褐色为主者为褐一浅褐一深褐三色性。玻瑞光泽，透明。星光效应或猫眼效应罕见。
二轴晶正光性，含过童铁变为负光性。折射率一般在1.654一1.690。双折射率0.035-0.038，刻面石从台面可看到亭部棱面双影及包裹体双影。色散(0.020)中等。
紫外光下，橄榄石无荧光反应。查尔斯滤色镜下为绿色。特征吸收谱为蓝区433 nm,474 nm, 497 nm处三条吸收窄带。
力学性质100、0101两组解理不完全，贝壳状断口。硬度6.5一7，韧性中等到好。密度:宝石级的为3.34g/cm3。热敏性高，被不均匀或快速加热时易破裂。迅速与HCI, HF或浓、热H2SO4反应;不能用任何酸、碱液清洗。
显微特征:宝石级橄榄石基本是岩浆成因的，其典型包裹体有大小不一的熔岩玻璃小珠泡以及圆形、扁圆形、荷叶形的残留(岩浆)气液膜围绕着铬铁矿微晶或负晶形成的特征的“睡莲叶(lily pad)”状或海百合状包裹体(铬铁矿微晶或负晶，周围分布有星状束脉状爆裂裂隙)。单独的矿物客晶，除铬铁矿外，还有褐色至带褐的红色的铬尖晶石、红褐色黑母云、铬透辉石、石墨等。
引用亚洲宝石协会地方玉石研究报告：橄榄石的组成，主要是由Mg2SiO4和Fe2SiO4两个端员组份象混晶体。在富铁的成员中有时有少量的Ca2+及Mn2+置换其中的Fe2+而富镁的成员则可有少量的Cr3+及Ni2+置换其中的Mg2+此外还可含有微量的Fe3+、Zn2+等。、
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