玉髓形成于低温和低压条件下，在喷出岩的空洞、热液脉、温泉沉积物、碎屑沉积物及风化壳中。有的玉髓结核内会含有水和气泡，非常有趣。它的物理性质与石英一样。

亿万年前，由于地壳运动，火山喷发的大量岩浆发生流动，岩浆周围的地下水侵入出现了水液交融，水遇炽热岩流形成汽液混合物，在岩流中就形成气泡，这些气泡大小不一、稀疏不同、间距不等、形态各异、随着岩流运移气泡发生滚动，当岩浆停止流动，气泡也随之定位。这时气泡外形也就不再变化。它们的形状有：圆球状、椭圆形、还有的呈上尖下圆水滴形。尖端指向岩浆源，圆端指示岩浆流动方向，这就是我们现在所见到的形状不同的外壳。随时间的延长而冷却，最外层的二氧化硅逐渐形成了隐晶质、不透明、不漏水、不透气、致密坚硬的薄壳，壳内含气体、液体和二氧化硅胶体。再冷却二氧化硅胶体形成玉髓，分布于壳的内壁。这时气液混合物中含有碳微粒玛瑙出现黑色条带，含有赤铁矿为红色或紫红色条带，含氧化镍出现绿色条带，含有氧化锰出现褐色条带，含有钙和镁出现浅白或浅灰色条带。这些含有色素离子的矿物，根据温度不同，按先后次序结晶，故形成了层次分明颜色不同的纹饰，称为晶腺，带有晶腺构造二氧化硅集合体叫做玛瑙。二氧化硅胶体再次冷却，压力减少，结晶速度缓慢，便形成了石英颗粒和水晶晶簇。