A Gemologia é a área da Geologia responsável pelo estudo de pedras preciosas, ou melhor, de gemas. As gemas, nada mais, nada menos, são minerais que, por conta de sua cor, brilho e transparência atraentes são consideradas pedras preciosas. Por estas propriedades, as gemas possuem um alto valor econômico, principalmente por conta de sua beleza e utilidades, mas também, à raridade de sua ocorrência na natureza, durabilidade e tamanho.   

Deve-se ressaltar que não é o mineral em si, propriamente dito, que faz uma pedra ser considerada preciosa, mas sim característicasespecíficas que deve ter. Isso significa que nem todo mineral, por mais raro que seja, é uma gema. Um exemplo é o mineral coríndon, que não é considerado uma pedra preciosa, a menos que seja formado em um ambiente que o permita atingir tamanho, transparência e cor adequados. Para que isso seja possível, as condições geológicas necessárias para que o mineral formado possa ter as qualidades de uma gema são bastante específicas, sendo, portanto, raro seus depósitos e ocorrência na natureza.  

Os depósitos de gemas, ou seja, o local onde são formadas, exigem condições de temperatura e pressão específicas e favoráveis à cristalização e à estabilidade do mineral. Em alguns casos, pouco se sabe sobre as circunstâncias necessárias para a formação de gemas.  O que se sabe é que elas precisam de espaço para crescer e, portanto, são frequentemente encontradas em cavidades ou "bolsos" em rochas.  Mas isso não é uma regra, já que há algumas gemas que ocorrem sem a necessidade de um espaço crítico. O tamanho da gema é importante, pois a mesma deve ser grande o suficiente para permitir lapidação ou escultura, e também deve ter um alto índice de transparência.   

Um dos principais processos que contribuem para um mineral ser considerado uma gema, com exceção do diamante, é ele ter concentrações apropriadas de um cromóforo que ressalte sua coloração (ou íon crômio, responsável pela cor do mineral). O coríndon, que é a gema rubi, é da cor vermelha porque há cargas ao redor do íon crômio que resultam em uma forte interação, induzindo uma absorção de alta energia. Dessa maneira, a energia que "sobra" acaba sendo baixa, resultando em uma transmissão na parte vermelha do espectro visível. O oposto ocorre na esmeralda, que é o mineral berilo. A interação ao redor do íon crômio é baixa, fazendo com que "sobre" mais energia, portanto a maior parte da transmissão ocorre em alta energia, na parte verde do espectro visível.   

A produção de pedras preciosas é relativamente de baixo custo e ocorre na maioria das vezes a partir de operações pequenas. Nem sempre há um protocolo desenvolvido ou até mesmo sistematização para a exploração e, na verdade, isso varia muito conforme a gema. No caso do diamante, que tem grande importância econômica e destaque, o cenário é o contrário. As técnicas usadas para a sua exploração incluem amostragem, processamento de minerais pesados, química mineral de indicadores, levantamentos magnéticos aéreos por meio da geofísica, entre muitos outros processos.