如果你去自然博物馆看矿物展览，会发现水晶往往长在中空的岩洞中，就好像是一个精心雕琢的水晶屋。这种长满了晶体的岩洞叫作晶洞。
晶洞的原始空间一般是在岩浆冷却过程中因体积收缩而成，也可以是岩浆凝固时大量气体逸出后的结果，或是岩石被局部溶解后留下的空洞。开阔的自由空间是晶体得以长大的必要条件，但仅有空间是不够的，“巧妇难为无米之炊”，矿物生长还必须有一定的物质基础。在晶洞形成后，若有含矿热液灌入，当温度、压力下降导致溶液过饱和时就会陆续结晶沉淀出相应的矿物晶体。
当高温含硅热液灌入晶洞时，如果晶洞本身相对较冷，与热液的温度差异很大，那么一开始矿液在晶洞边部的过饱和度就非常大，很容易在短时间内形成众多细小的“晶核”，并得以稳定、持续地生长。可以想象，如此众多的小晶核同时沿着洞壁长大，很快就会彼此相触而无法继续长大。因此，最早形成的、位于晶洞边缘的往往是玛瑙—隐晶质石英的集合体。
随着结晶作用逐渐向晶洞中心进行，温度梯度和过饱和度都在下降，结晶速度相对放缓，这时特别适宜较大晶核的持续生长，长出的就是带锥头的、六方柱状的水晶晶体了。因为每个晶体都有不同角度的亮闪闪的晶面，光照下晶洞中这些小晶面的反光宛如夜空中闪烁的繁星，非常漂亮。
同一个晶洞中，在不同发育阶段生长出的晶体，其大小有明显差别。假如含矿热液中尚含有微量的三价铁离子，当铁离子进入水晶晶格中时，水晶就会呈现高贵、漂亮的紫罗兰色，如市场上经常见到巴西、乌拉圭出产的紫晶洞。随着晶体不断长大，热液中的成矿物质浓度逐渐减小，直至消耗殆尽。晶体没有了“营养物质”的补给，自然就停止了生长。所以，晶洞的中央往往是空的。晶洞最原始的形态是中空的球体或椭球体，开采后一剖为二。这样，我们就可以清楚地看到深藏于晶洞内的漂亮晶体了，同时，也可以根据所观察到的分层结构来了解晶洞的形成过程。