I primi elementi rilevati sulla gemma di colore sono la determinazione del peso in carati e delle dimensioni, dati identificativi del campione in esame. Tali dati vengono rilevati con bilance e calibri di precisione.

L’analisi di una gemma di colore si basa poi su test che concorrono alla sua identificazione in termini specie e varietà gemmologica, sia essa di origine naturale che sintetica.
A questo si aggiunge la determinazione di eventuali trattamenti e, in alcuni casi, della possibile origine geografica di provenienza. Al fine di ottenere queste informazioni, la gemma di colore viene analizzata con una serie di strumenti gemmologici standard come polariscopio, lente condensatrice, rifrattometro, dicroscopio, spettroscopio, lampada a raggi ultravioletti, nonché microscopio in campo oscuro e in immersione.

In caso di necessità, è possibile sottoporre la gemma anche a test avanzati (spettroscopia FT-IR, UV-Vis- NIR, LA-ICP-MS, GemLibs; EDXRF, microscopio a scansione elettronica).