玉髓颜色多样是多种因素造成的。它主要成分是二氧化硅，不同环境下会混入铁、锰等矿物元素。比如铁元素多就会显红色，锰多就会发紫色。有些是天然形成的，有些是后期氧化或污染导致的。颜色变深通常是因为二氧化硅结晶加快，把杂质包裹得更紧密，或者长期接触水氧发生化学反应。

玉髓颜色成因跟矿物结晶过程有关。二氧化硅在沉积过程中，铁元素浓度每增加1%，红色就会加深0.5个色阶（数据来源：中国地质大学2021年研究报告）。比如广西那坡玉髓铁含量达5.8%，所以呈现深红色。氧化反应需要至少10年才能让颜色明显变深（数据来源：珠宝学院实验记录）。有些颜色深浅差异是晶体结构不同造成的，比如纤维状结构比块状结构更易吸附杂质。比如四川战国玉髓颜色比新疆的深，因为当地地质活动频繁，二氧化硅结晶速度更快，把更多杂质锁在晶格里。有些颜色变深是人为因素，比如用酸性溶液泡洗会溶解表面氧化层，让基底颜色显露出来。但这种情况颜色会显得不均匀，边缘可能有白斑。