几个世纪以来，很多科学家都在苦心研究地球内形成的宝石等矿物的天然过程和条件，一直到20世纪这项研究才获得突破性的进展。一些科学家发现，形成宝石的主要因素是可用的化学元素、温度、压力时间和空间。
绿松石的形成发生在地表下接近正常温度的压力中，它的生成过程重要媒介是雨水，当雨水下落并渗入地下时携带的一些化学物质变为弱碱性，经过足够的时间孕育后，这些水会溶解岩石，溶解的岩石必须是含铜的岩石，而且溶解要先流经某些含可溶解的稀有元素的岩石。
当含有铜、铝、磷的特殊水溶液达到饱和程度的时候，这些化学元素会以新矿物的面貌沉积在岩石的缝隙和凹洞中，绿松石矿床就这样形成了，地质上被称为外生林滤成因。
符合这些条件的岩石可能是一些酸性的火山喷出岩和含副矿物磷灰石的花岗岩，也可能是含磷的沉积岩和沉积岩变岩石。湖北绿松石多产自含磷发沉积岩和沉积变质岩。在地形上，符合这些条件并能够称为绿松石矿床开采的地区并不多见。有趣的是在一些绿松石矿床下面可以找到含铜、含金的金属矿床，地质学家根据是否具有多金属矿床，而将绿松石的矿床分为两大类：
一类是只具有分散金属矿化的绿松石富矿带，另一类是具有强烈金属矿化，在其上部发育的次生硫化物富集带中。
实际上，松石矿的形成受多种因素制约，松石矿一般分布在含有铜硫化合物，含磷层或含磷灰石矿物及围岩铝质含量较高的地区。主要在近地表的氧化带内，经过风化林滤作用形成的。湖北等地的绿松石就是这样形成的松石的矿物结构呈结核状及壳状者居多。是其因低温、低压下风化林滤作用形成的证据。
自然界十分复杂，松石的形成环境并不相同，促成条件也各不相同。各地的松石成因也可能不一样，就比如白松的形成就是个不解之谜。
从地质因素来说，绿松石矿称细脉状，沿着遭风化的硅质板岩层面形成的。当这些岩石的空隙集聚了雨水，在理地表不深的地方便可能形成绿松石矿；岩石空隙有多大，它就可能会有多大；空隙的形状是什么样，绿松石就可能长成什么形状。从化学因素来说，由于绿松石矿大多与矿物多水高岭石、褐铁矿等矿物共生，所以在岩石表面通常会形成比较明显的白色痕迹，沿着这些痕迹往里挖，就可能会挖到绿松石。
从这个角度而言，绿松石矿相对容易被发现，而且比较容易被开采出来，而这一点对于生产力水平极度底下的古人是非常重要的了，这也是他们很早就能够认识和利用绿松石的一个重要因素。
