合成水晶具有和天然水晶相同的宝石学性质，因此用常规的宝石学方法无法区分水晶和合成水晶。但是合成水晶的颜色特征以及特征的包体与天然水晶有着明显差别，所有对于水晶内部有特征颜色或包体时，可以通过这些特征来区分合成和天然水晶。当遇到内部洁净，颜色和包体特征不明显时，需借助其他鉴定依据来区分。本论文以水晶中的紫晶、黄晶、绿水晶、无色水晶、烟晶等为研究对象，利用钻石观测仪、红外光谱仪、X射线荧光光谱仪等现代测试手段对天然水晶和合成水晶进行了系统研究。钻石观测仪研究表明，合成绿水晶的荧光强于绿水晶，且可以有绿色荧光。天然无色水晶一般有蓝白色荧光；某些合成无色水晶可以有黄绿色荧光。天然烟晶可具有蓝白色荧光；而合成烟晶一般呈惰性。芙蓉石具有蓝白荧光。红外光谱测试分析表明，天然紫晶与合成紫晶区别在于是否含有3540cm^-1的吸收峰，但是某些合成紫晶的此峰并不是太明显，应在从其他鉴定依据加以区分；天然黄晶在2000cm^-1－3600cm^-1之间有数个吸收峰，部分天然黄晶样品在3594.53cm^-1、3481.67cm^-1处有吸收峰，与烟晶的红外光谱相似，而合成黄晶的红外图谱比较简单，只是在5200cm^-1处有吸收峰，在2000cm^-1－3600cm^-1处几乎平直，无吸收峰；天然无色水晶具有3594.53cm^-1、3481.20cm^-1的吸收峰，合成无色水晶无此2峰，而有3583.04cm^-1吸收峰与之区别；由于基本不存在天然产出的绿水晶，而绿水晶和合成绿水晶都可以出现黄晶和合成黄晶的红外吸收峰，因此说明红外图谱对于鉴定绿水晶和合成绿水晶没有任何意义。天然烟晶与合成烟晶的红外图谱大致相同，只是与天然烟晶相比，合成烟晶缺失3595.04cm^-1、3481.05cm^-1的吸收峰。X射线荧光光谱仪分析表明：由于水热法合成的彩色水晶采用的矿化剂是KOH和K2CO3，因此X射线荧光光谱仪可以测得元素K的存在，天然水晶中也可能存在K元素，但其含量一般会较低。