Phương pháp này mô phỏng chính xác nhất quá trình thành tạo đá quý tự nhiên về các điều kiện: nhiệt độ, áp suất và môi trường (giống như các quá trình nhiệt dịch diễn ra trong lòng trái đất).

Bản chất của phương pháp này như sau (hình 6.7): Ở nhiệt độ phòng, corindon, beryl… hoàn toàn không hòa tan trong nước và chỉ hòa tan chút ít ở nhiệt độ sôi của nước (100°C). Tuy nhiên, dưới áp suất cao (trong nồi áp lực) và ở nhiệt độ tương đối cao, độ hòa tan của chúng sẽ tăng lên rất nhiều. Nguyên liệu nuôi (Al2O3 hoặc Al(OH)3) khi tổng hợp corindon hoặc Al2O3+Be2O3+SiO2 khi tổng hợp beryl) được đặt ở đáy của nồi áp lực có áp suất có thể đạt tới 1700-3000 atm. Nồi được đốt nóng ở phía dưới lên đến khoảng 400°C. Dưới áp suất và nhiệt độ cao, nguyên liệu nuôi và các chất khoáng hóa (Na2CO3, NaOH) sẽ dễ dàng bị hòa tan trong dung dịch nước cho đến khi đạt tới dung dịch quá bão hòa. Dung dịch này được các dòng đối lưu vận chuyển lên phía trên và kết tủa trên các tinh thể mầm treo trên các dây bạc. Tốc độ lớn của các tinh thể thường là rất chậm so với các phương pháp khác, chỉ khoảng 0,05-0,25mm/ngày, đồng thời trong phương pháp này ta cũng không thể cung cấp tiếp nguyên liệu nuôi vào lò vì buồng áp lực phải được gắn kín. Vì vậy, phương pháp này ít khi cho các tinh thể lớn, muốn có các tinh thể lớn người ta phải lặp lại quá trình nuôi nhiều lần. Các tinh thể thường có hình dạng và các đặc điểm bên trong (bao thể các loại) khá giống tự nhiên và vì vậy giá thành khá cao.

Ngày nay, phương pháp này được dùng để nuôi thạch anh, corindon, emerald. Các nhà sản xuất chủ yếu trên thế giới là Chatham (Mỹ), Gilson (Pháp) và phân viện Novosibirsk của Viện hàn lâm khoa học Nga.

Ngoài 3 nhóm phương pháp trên đây, một số loại đá quý chỉ có thể được tổng hợp bằng các phương pháp chuyên biệt đặc thù như các phương pháp tổng hợp kim cương, opal, CZ (phương pháp “hộp sọ”), lapis lazuli… (bảng 6.3)