Zahlreiche Edelstein-Mineralien entstehen aus der glühenden und flüssigen Gesteinsschmelze des Erdinneren, dem sogenannten Magma. Abhängig vom Zeitpunkt und Ausmaß der Magma-Abkühlung bilden sich verschiedenste Mineralien. Diamant und Zirkon entstehen bei etwa 1.000 Grad Celsius, Korunde (Saphir, Rubin), Topas und Quarze bei ca. 600 Grad sowie Beryll (Smaragd, Aquamarin, u.a.) bei etwa 500 Grad.
Durch chemische Reaktionen auf den Kontakt mit Wasser, Kohlendioxid und Sauerstoff entstanden in Nähe der Erdoberfläche neue Mineralien, wie z.B. Malachit.
Einige Mineralien wurden durch tektonische Vorgänge weiter ins Erdinnere zurückgedrängt und durch den dort vorherrschenden Druck, Gase sowie die hohen Temperaturen mit dort bereits vorhandenen Mineralien umgebildet, beispielsweise zu Granat oder Chrysoberyll.
Da diese Entstehungsvorgänge häufig mehrere Edelstein-Mineralien zeitgleich betreffen, spricht man in der Mineralogie von sogenannten Paragenesen. So kann beispielsweise Quarz mit Beryl, Topas und Turmalin auf derselben Stelle entstehen.

Größere Ansammlungen von Edelstein-Mineralien nennt man Lagerstätten. Je nach der Art ihrer Entstehung unterscheidet man zwischen primären und sekundären Lagerstätten.
Primär bedeutet, dass die Lagerstätte sich unmittelbar am Ort der Mineral-Entstehung befindet. Sekundäre Lagerstätten sind beispielsweise in einem Flussbett abgelagerte Mineralien, die durch Erosion von ihrem eigentlichen Entstehungsort abtransportiert wurden.

Der Transport durch Wasser bewirkt eine natürliche Sortierung der mitgeführten Mineralien nach ihrem spezifischen Gewicht (Dichte). Die schweren Mineralien werden bei
Nachlassen der Strömung abgelagert, während die leichten Mineralien noch weitertransportiert werden und erst an anderer Stelle (häufig an Flussbiegungen oder Engstellen) zu finden sind. Viele der wertvollsten Edelsteine weisen eine relativ hohe Dichte auf (z.B. Diamant, Saphir, Rubin, Topas) und sind aus diesem Grund häufig in wasserführenden oder auch schon lange ausgetrockneten Flussbetten anzutreffen.
Erdgeschichtliche Kenntnisse und geologisches Know-How sind heute essentielle Voraussetzungen, um bei der Suche nach neuen, ergiebigen Edelstein-Vorkommen erfolgreich zu sein.