La gemmologie est liée à la haute joaillerie, l'horlogerie, le diamant, l'expertise des gemmes et le commerce de luxe. Une gemme est une pierre naturelle issue d'un minéral transparent et suffisamment belle pour être taillée. Leur nombre est limité et certaines ne sont taillées que pour les collectionneurs. A celles-ci, bien qu'opaques, s'ajoutent des pierres ornementales telles le lapis Lazuli ou la malachite et des matières organiques d'origine animale ou végétale (ivoire, corail, jais, ambre, perles) utilisées en bijouterie ou décoration.
Pour des questions de profits économiques, ces pierres remarquables sont bien entendue copiées ou imitées. Les gemmes identiques en tout point sont des pierres dites "de synthèse" et fabriquées par l'homme en laboratoire, les autres sont simplement des limitations et peuvent être de n'importe quelle matière du moment où elles leur ressemblent. Ce peut être une autre pierre, un verre, du plastique, etc.
Les gemmes sont classées par famille minérales selon leur mode de cristallisation ou leur composition chimique. En gemmologie, la plupart des gemmes portent un nom propre liée à une couleur, à une formule chimique, à un lieu précis ou encore à un nom de personne.
Les cristaux de part leur beauté et leurs formes variées ont depuis très longtemps passionné scientifiques et collectionneurs.
En 1774 l'abbé Haüy ébauche les premières théories du l'organisation de la matière. Il décrira les règles géométriques et leur agencement. Il dégage l'idée de l'atome, d'unité et de périodicité à partir de l'observation du phénomène de clivage qu'il observe à partir d'un cristal de calcite cassé par mégarde. Il élabore ainsi les bases de la cristallographie.
En 1783, Romé de l'Isle utilisera des notions de description, "troncatures" et "formes primitives", qui l'amèneront à formuler sa loi sur la "constance des angles dièdres".
En 1830, sont définis les 32 classes de symétrie par Johann Hessel liés à 7 types fondamentaux de symétrie d'orientation : les 7 systèmes cristallins étudiés par Friederich Mohs dès 1820.
En 1839, William Hallowes Miller créé un système de notation connu sous le nom d'indices de Miller.
En 1840, Gabriel Delafosse, élève de l'abbé René Just Haüy, déduira la notion de maille élémentaire.
En 1848, Auguste Bravais définit les 14 réseaux de Bravais à partir des différentes combinaisons des éléments de symétrie cristalline.
Mais ce n'est qu'au début du XXème siècle, lorsque Max Von Laue fera diffracter les rayons X sur de la Halite, que la structure des cristaux sera vraiment prouvée. Il recevra le Prix Nobel de Physique pour cette découverte.
Dans les années 1960 l'apparition du microscope électronique à transmission "MET" permettra de voir réellement les réseaux cristallins.