和田玉产自昆仑山——阿尔金山脉，形成于2亿5千万年前的古生代晚期。是由中酸性侵入岩侵蚀交代白云石大理岩而形成的。白云岩沉积阶段在中元古代晚期（距今约十几亿年），在塔里木古陆南缘，也就是今天昆仑山脉北缘所在的位置，曾经是一片浅海地带，那里有大量的碳酸盐沉积，其中含镁质的白云岩为成玉的主要物质来源之一。白云岩区域变质阶段在元古代末期震旦纪，塔里木运动造成全区强烈的褶皱断裂活动，从而最终形成了塔里木大陆。在广泛的区域变质作用中，白云岩变质为白云石大理岩。此后，该地区的陆块隆起，成为我国最早露出海面的陆地之一，其上也没有原层沉积物覆盖。白云岩交代蚀变阶段在2亿多年前的古生代晚期的石炭纪晚期至二叠纪晚期，一次世界性的地壳运动发生了，被称为“华力西运动”。华力西晚期，在塔里木大陆的南缘，古陆块的陆缘地块和活动带中间地块中有强烈的断裂活动和岩浆活动，沿断裂带有中酸性侵入岩侵入白云石大理岩。在侵入体顶部残留的白云石大理岩捕掳体或舌状体与岩浍侵入体和热液接触交代后，形成透辉石化、镁橄榄石化和透闪石化蚀变，成为成玉的物质条件之一。成玉阶段华力西晚期侵入体派生的浅成中酸性岩脉侵入到白云石大理岩蚀变带时，再次发生接触交代作用，在适当的地质条件（300—350摄氏度左右，2.5千巴以下和一定的扭压应力）下，和田玉最终形成。
与世界其它软玉一样，和田玉的组成矿石为透闪石，但和田玉有其独特的有序分布：靠近侵入岩一侧为青玉，随着氧化亚铁含量的减少，依次过渡为青白玉和白玉。而世界其它软玉多呈绿色，还没有发现能达到和田白色软玉级别的。
和田玉也算是海洋的产物。和田玉是一种软玉,软玉的矿物组成为透闪石,是一种由微晶透闪石集合体构成的单矿物岩,杂质矿物极少。如果没有元古代和太古代海中沉积的白云质灰岩,就不可能在元古代的构造运动中,变质成白云质大理岩,没有白云质大理岩与中酸性侵入岩进行接触蚀变,就不能形成和田玉。所以,和田玉的形成,大海有一半的功劳。
和田玉矿物组分主要由3部分组成：显微纤维状透闪石、片状透闪石和杂质矿物。其中显微纤维状透闪石又可分为隐品质部分、无定向毡状显微纤维鳞片、近平行的纤维束和放射状(帚状)纤维团等。杂质矿物主要有榍石、磷灰石和磁铁矿等；
和田玉的主要结构为变晶结构，包括毛毡状隐晶质变晶结构、显微纤维-隐晶质变晶结构、显微纤维变晶结构、显微片状-隐晶质变晶结构、显微片状变晶结构和显微放射状(帚状)变晶结构。其次还包括不常见的残缕结构和交代冠状结构；
和田玉矿物颗粒虽具一定的定向性，但均不强烈，偶见颗粒具波状消光现象及塑性变形。这些均表明该变质作用应力强度在矿物的弹性限度范围之内；和田玉的主要构造包括块状构造和片状构造，以块状构造较为常见。
