前为止对晶洞形成还没有广泛认同的理论，但相信晶洞可以在任何埋藏的空腔内形成。这些空腔可以是火成岩中的气泡、树根下的空穴，甚至动物挖的地洞。经过漫长时间，空腔的外壁变硬，溶解的硅酸盐和／或方解石沉积到内壁。再经过漫长的时间，缓慢渗入的矿物使得晶体在空腔内部结晶。随后，经过数百万年，晶球随着地质运动回到地质表层。多样的晶体大小、形状和颜色深浅使得每个晶洞都较为独特。一些是纯净的石英晶体，另一些则是深紫色的紫水晶。其他的可能是玛瑙、玉髓或碧玉等等。只有切开或打碎晶球才能确定它是否实心和到底含有什么晶体。