虎睛石会变色是因为它内部有像小镜子一样的矿物包裹体，这些包裹体把光线分成不同方向反射。当光线从不同角度看过去，颜色就会变来变去。有些虎睛石在特定角度会透出紫色，这跟包裹体里的微量钛元素有关，就像给石头加了调色板。

虎睛石变色原理跟矿物结构有关，角闪石族矿物内部定向排列着金红石或黑曜石包裹体，这些包裹体像棱镜一样分解光线。2021年《矿物学杂志》数据表明，含钛量超过0.3%的虎睛石在紫外线下会呈现紫色，普通光线下则显示蓝绿或灰紫色。紫色出现概率约15%，比红色少见，因为钛元素在自然界分布不均匀。包裹体长度超过0.1毫米时，光线折射更明显，像给石头装了变色龙眼睛。当观察角度从正上方转到45度时，颜色会从灰紫变成深紫，变成蓝紫色，就像旋转万花筒一样。