橄欖石是鎂橄欖石（Mg2SiO4）——鐵橄欖石（Fe2SiO4）類質同像系列中最常見的一個成員，也是這兩種端元組分形成的固溶體。橄欖石的成分經常由鎂橄欖石（Fo）和鐵橄欖石（Fa）這兩種端元組分的摩爾百分比表示，例如Fo70Fa30表示鎂橄欖石端元組分占70%的橄欖石。在常壓下，鎂橄欖石有非常高的熔點（接近1900°C），但鐵橄欖石的熔點就低了很多，只有約1200°C。熔點以及其他物理量隨橄欖石的成分在鎂橄欖石與鐵橄欖石這兩種端元組分之間連續變化。除了氧、硅、鎂和鐵這四種元素之外，橄欖石只含有很少量的其他元素，常見如錳和鎳。

與橄欖石結構相似的礦物組成了橄欖石類礦物。此類礦物包括錳橄欖石（Mn2SiO4）、鈣鎂橄欖石（CaMgSiO4）以及鈣鐵橄欖石（CaFeSiO4）。

橄欖石的晶體結構。沿a軸視角觀察原子尺度的橄欖石晶體結構。氧離子被表示為紅色，硅離子被表示為粉色，鎂離子或鐵離子被表示為藍色。晶體原胞的投影用黑色矩形表示。粉色三角形表示硅氧四面體的投影。

橄欖石類礦物的晶體均屬斜方晶系（空間點群Pbnm）。其晶體結構內部有獨立的硅氧四面體島狀結構，因此橄欖石屬于孤立島狀硅酸鹽。橄欖石的晶體結構可以被描述為六方最密堆積的氧離子體系中，一半的正八面體空隙被鎂離子或者鐵離子占據，另有1/8的正四面體空隙被硅離子占據。

在橄欖石的晶體結構中，氧離子占據三種不同的位置（在圖中被標記為O1、O2和O3），金屬離子占據兩種不同的位置（M1和M2），但是硅離子只占據一種位置（Si）。O1、O2、M2和Si均處于鏡像對稱的對稱面上，M1處在對稱中心上，而O3的位置不具有特殊的對稱性。

物理性質

橄欖石
基本資料
類別	硅酸鹽
化學式	(Mg, Fe)2SiO4
性質
顏色	橄欖綠色到褐黃
晶體慣態	粒狀集合體
晶系	正交晶系
解理	不完全解理
斷口	貝殼狀斷口
韌性/脆性	質脆
硬度	6.5–7
光澤	玻璃光澤
條痕	白色
透明性	透明至半透明
比重	3.2–4.4
光學性質	雙軸 (+)
折射率	nα = 1.630–1.650 nβ = 1.650–1.670 nγ = 1.670–1.690
雙折射	δ = 0.040
熔點	1250℃（鐵橄欖石）-1890℃（鎂橄欖石）
熔性	難熔
溶解度	不溶

化學性質

橄欖石變質可形成蛇紋石或菱鎂礦。

高壓變質作用

在地球內部的高溫高壓條件下，橄欖石的晶體結構不再穩定。在地表下410公里深處，橄欖石會經由相變變成一種孤立雙島狀硅酸鹽，名為瓦茲利石。在大約520公里深處，瓦茲利石會進一步相變變成具有尖晶石結構的尖晶橄欖石（又稱林伍德石）。這些相變導致地幔密度在約410公里和520公里深處具有躍變式增大，因而可以被地震學(地震波波速)手段觀測到。

如何鑒定

橄欖石是一種綠中帶黃，類似橄欖色的中低檔寶石，市場上最常見的是用有色玻璃制成的橄欖石仿冒品。兩者主要的區別是，橄欖石具有明顯的“雙影”，而玻璃沒有；橄欖石內往往可見結晶質包體，玻璃內只含氣泡；橄欖石的比重3.5，硬度為7，比玻璃的比重(2.6)和硬度(6)都要大。

文化及應用

·橄欖石是八月的誕生石（一說九月）。

·橄欖石是結婚十六周年的紀念寶石。

·寶石級的橄欖石可作為飾品。

·橄欖石可做為耐火材料。

寶石級橄欖石樣品