Độ cứng là khả năng chống lại các tác động cơ học bên ngoài của viên đá. Các loại đá quý khác nhau có giá trị độ cứng khác nhau, phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc tinh thể và tính chất các liên kết hóa học… của chúng. Các tinh thể với liên kết ion thường có độ cứng thấp và trung bình, trong khi với liên kết đồng hóa trị thường có độ cứng cao (kim cương:10).

Để giám định đá quý người ta chủ yếu sử dụng phương pháp độ cứng tương đối. Phương pháp này dựa trên khả năng của viên đá cứng để lại vết vạch trên bề mặt của vật liệu mềm hơn. Độ cứng tương đối (còn gọi là độ cứng do vạch) được xác định theo thang độ Mohs (tên nhà khoáng vật học người Áo đã sáng chế thang độ cứng tương đối), gồm 10 cấp từ 1 đến 10.

Để xác định độ cứng tương đối cần phải có các mẫu chuẩn độ cứng dưới dạng:

• Các bút thử độ cứng (1-10).
• Các tấm chuẩn độ cứng (1-10).

Vật liệu dùng để làm mẫu chuẩn độ cứng có thể là các khoáng vật tự nhiên hoặc các vật liệu tổng hợp có độ cứng xác định. Một số cơ sở ngọc học trên thế giới có sản xuất các bộ mẫu chuẩn độ cứng. Ngoài ra nên có một kính lúp hoặc một kính hiển vi soi nổi để quan sát vết vạch để lại được dễ dàng hơn.

Để có kết quả tin cậy khi xác định độ cứng tương đối của viên đá, ta phải thử bằng hai cách sau:

• Vạch nhẹ đỉnh nhọn hoặc cạnh sắc của viên đá lên bề mặt của tấm độ cứng chuẩn nhất.
• Vạch nhẹ thiết bị thử độ cứng tương đối lên bề mặt viên đá cần thử.

Quá trình thử thường bắt đầu từ mẫu chuẩn có độ cứng trung bình trong thang độ cứng và thử xem viên đá có bị vạch bởi mẫu chuẩn hay không. Tùy thuộc vào kết quả của lần thử này ta sẽ chọn mẫu chuẩn có độ cứng cao hơn hoặc thấp hơn để thử tiếp cho đến khi xác định được độ cứng của viên đá. Khi mẫu chuẩn để lại vết vạch vừa đủ để quan sát được thì độ cứng viên đá gần bằng hoặc xấp xỉ độ cứng mẫu chuẩn.

Quá trình vạch cần quan sát liên tục dưới kính lúp hoặc kính hiển vi. Để xác định chính xác độ cứng tương đối cần phải thử 2-3 lần ở những vị trí khác nhau. Khi dùng bút thử độ cứng cần làm sao cho vết vạch để lại trên viên đá là nhỏ nhất (tránh làm sây sát mẫu). Nói chung chỉ nên thử độ cứng đối với mẫu đá quý thô và khi các phương pháp giám định khác không cho kết quả chắc chắn.

Để xác định độ cứng gần đúng, đặc biệt là ở ngoài thực địa, ta có thể sử dụng một số vật dụng thay thế khác như: miếng thủy tinh (độ cứng 6-7), mũi dao (hoặc mũi kim) bằng thép (độ cứng 4-6), mũi kim đồng (độ cứng 3-4) hoặc móng tay (2-3).

Bảng độ cứng tương đối của đá quý theo thứ tự giảm dần