Một tính chất khá đặc trưng của nhiều loại đá quý dị hướng quang học là theo các phương khác nhau chúng có thể có màu và sắc màu khác nhau. Tính chất đó gọi là tính đa sắc của khoáng vật đá quý. Ví dụ điển hình về đá quý có tính đa sắc mà nhiều người có thể nhận thấy là ruby và sapphire. Theo một phương, ruby thường có màu đỏ phớt da cam, trong khi theo phương khác, ruby lại có màu đỏ phớt tím. Tính chất này không những được sử dụng để giám định đá quý mà còn được quan tâm đến khi chế tác đá quý. Đối với ruby người ta thường chế tác sao cho mặt bàn có màu đỏ phớt tím là màu được ưa chuộng hơn cả.

Bản chất của màu sắc như sau, màu sắc của đá quý chủ yếu do hiện tượng hấp thụ chọn lọc ánh sáng trong vùng nhìn thấy. Đối với đá quý đẳng hướng quang học tính chất hấp thụ ánh sáng theo mọi phương đều như nhau (chỉ có một tia), vì vậy màu sắc theo các phương đều phong thay đổi. Đá quý đẳng hướng không có tính đa sắc. Đá quý dị hướng tách ánh sáng chiếu vào thành hai tia, theo mỗi tia tính chất hấp thụ ánh sáng (theo các bước sóng khác nhau của vùng nhìn thấy) lại không như nhau. Vì vậy mà màu sắc của đá quý dị hướng có thể thay đổi theo các phương khác nhau, tạo nên tính đa sắc (hình 4.22).

Nếu có tính đa sắc, đá quý một trục chỉ có thể có hai màu (nhị sắc) còn đá quý hai trục có thể có ba màu (tam sắc).

Liên quan đến tính chất quang học này ta cần phân biệt hiện tượng đa sắc với hiện tượng đổi màu và hiện tượng nhiều màu:

–Hiện tượng đổi màu (colour change) là hiện tượng đá quý có các màu khác nhau đối với nguồn sáng có thành phần phổ khác nhau, thường là dưới ánh sáng đèn neon (gần giống ánh sáng ban ngày) và đèn dây tóc. Ví dụ như alexandrite là một loại đá quý đổi màu điển hình, dưới đèn neon thì có màu xanh lá cây còn dưới đèn điện dây tóc có màu đỏ.

–Hiện tượng nhiều màu (multi-coloration) rất thường gặp trong nhiều loại đá quý (corindon, tourmaline, thạch anh…). Đó là hiện tượng một viên đá có thể có các màu khác nhau ở các phần khác nhau của nó. Người ta phân biệt đổi màu, đốm màu, dải màu…