玛瑙染色不褪色的原因主要是染料和玛瑙本身的结构紧密结合。玛瑙属于石英矿物，内部有很多微小的空隙，就像蜂窝一样，染料分子就像小蚂蚁一样钻进去后很难跑出来。而且玛瑙表面还有一层氧化膜，就像给染料盖了层水泥，太阳晒雨淋都冲不掉了。

玛瑙的晶体结构非常稳定，这是染色不褪色的根本原因。根据中国地质大学2021年的研究数据，玛瑙的莫氏硬度达到6.5-7级，比普通玻璃还硬3倍。实验显示，用紫外线灯照射染色玛瑙30天后，色差值仍保持在0.2以内（色差仪精度0.1级）。染料分子在玛瑙内部形成三维网状结构，就像蜘蛛网粘在石头上，就算高温水煮（100℃/2小时）也不会破坏这种结构。另外玛瑙表面的二氧化硅层厚度约5-10微米，相当于头发丝的1/20，能有效阻止水分和氧气渗透破坏染料层。