Citrinas yra makrokristalinė kvarco atmaina. Tai reiškia, kad jis sudarytas iš plika akimi matomų arba vientisą skaidrų kristalą sudarančių kvarco kristalų, o ne iš mikroskopinių pluoštų, kaip chalcedonas.

Kvarco atmainų pavadinimai daugiausia grindžiami spalva ir išvaizda. Bespalvis kvarcas vadinamas kalnų krištolu, violetinis – ametistu, geltonas – citrinu, o pilkas ar rusvas – dūminiu kvarcu. Kai viename kristale susitinka violetinės ir geltonos zonos, jis gali būti vadinamas ametrinu.

Межі забарвлення цитрину не є цілком математично визначеними. Дуже світлий жовтуватий кварц іноді описують просто як жовтий кварц, а дуже коричневі зразки можуть наближатися до димчастого кварцу. Мінералогічна ідентичність залишається тією самою — кварц, однак походження кольору та гемологічну назву оцінюють за сукупністю всіх ознак.

Сьомий ступінь твердості означає, що цитрин можуть подряпати топаз, корунд, діамант та інші твердіші матеріали, проте сам він може подряпати скло й багато м’якших мінералів.

Кварц не має досконалої спайності, тому зазвичай він стійкіший до ударів, ніж топаз або флюорит. Проте раковистий злам може утворювати гострі краї, а тонкий кут гранованого каменю може відколотися.

Показник заломлення цитрину не дуже високий, тому він не блищить так інтенсивно, як діамант або циркон. Його краса ґрунтується на чистому склоподібному блиску, прозорості та теплому розподілі кольору.

Кварц є п’єзоелектричним: під час стискання він може створювати електричний заряд, а під дією електричного поля — дуже незначно змінювати форму. Ця властивість важлива в техніці, хоча в прикрасі вона не перетворює цитрин на маленький переносний електрогенератор.

Природний цитрин часто буває світло-жовтим, жовтувато-коричневим або ніжно-золотистим. Його колір може бути досить рівномірним або утворювати розмиті зони, пов’язані з ростом кристала.

Нагрітий аметист часто набуває яскравішого помаранчевого, коричнювато-жовтого або темного карамельного кольору. Верхівки кристалів можуть бути насичено-помаранчевими, а основа залишатися білою або безбарвною, особливо коли нагрівають скупчення аметистової жеоди.

Дуже темний колір не завжди означає вищу якість. Якщо за слабкого освітлення камінь здається коричневим або майже чорним, його жвавість може зменшитися. Водночас надто блідий кристал може мати ледь помітний колір.

Огранювальник може посилити або послабити враження від кольору. Глибше огранювання дає світлу змогу пройти довший шлях крізь кристал, тому блідий камінь здається насиченішим. Для темного цитрину часто обирають мілкіше огранювання, щоб світло не поглиналося надто сильно.

Цитрин може формуватися в гідротермальних жилах, пегматитах і порожнинах вулканічних порід. У всіх випадках потрібні рідини або розплав, багаті на кремній, з яких міг би кристалізуватися кварц.

У гідротермальних жилах гарячі мінеральні розчини рухаються тріщинами в породах. Охолоджуючись, вони відкладають кварц та інші мінерали. Домішки заліза, окиснювальне середовище, температура й природне випромінювання можуть визначати, чи залишиться кристал безбарвним, стане фіолетовим, димчастим або жовтуватим.

У порожнинах вулканічних порід кварц може рости на шарі халцедону, утворюючи скупчення кристалів. Такі порожнини добре відомі в базальтах Бразилії та Уругваю. Багато з них спочатку заповнені аметистом, який згодом можуть нагрівати й продавати як цитрин.

У пегматитах повільне охолодження водного магматичного розплаву дає змогу рости великим кристалам кварцу, польового шпату, слюди, турмаліну та інших мінералів. У деяких пегматитах формується природно жовтий або жовтувато-димчастий кварц.

Значна частина цитрину, що продається на ювелірному ринку, є нагрітим аметистом. Під час нагрівання змінюються центри забарвлення, пов’язані із залізом, і фіолетовий колір може перейти в жовтий, помаранчевий або коричнювато-помаранчевий.

Не кожен аметист після нагрівання стає привабливим цитрином. Результат залежить від родовища, стану заліза, зон забарвлення та обраної температури. Одні кристали жовтіють, інші буріють, бліднуть або стають неоднорідними.

Нагрівання може проводитися в контрольованій печі, однак подібні зміни в деяких гірських породах можуть відбуватися й природним шляхом, якщо аметист протягом тривалого часу зазнає геологічного нагрівання.

На ринку також трапляється кварц, колір якого створено опроміненням і подальшим нагріванням. Такий камінь усе ще є кварцом, однак його забарвлення було змінено людиною.

Поширений декоративний виріб — частина жеоди аметисту, нагріта до яскраво-помаранчевого або коричневого кольору. Такі утворення часто продають як жеоди з кристалами цитрину. Мінерал є справжнім кварцом, однак колір зазвичай не є первинним природним кольором цитрину.

Налаштування нагрівання не завжди просте. Гемолог оцінює геометрію зон кольору, структури двійників, зміни включень і те, як камінь пов’язаний із геологією конкретного родовища.

Цитрин знаходять у багатьох кварцових родовищах, однак природний жовтий матеріал ювелірної якості трапляється не так часто, як безбарвний кварц або аметист.

Точне походження майже неможливо визначити лише за кольором. Родовища оцінюють за включеннями, структурами росту, хімічними мікродомішками та надійною документацією.

Цитрин можна сплутати із жовтим топазом, берилом, жовтим сапфіром, ортоклазом, флюоритом, склом і синтетичними матеріалами. Неозброєним оком їхні кольори іноді дуже схожі.

Гемолог оцінює показник заломлення, подвійне заломлення, густину, оптичний характер, включення та кристалічну структуру. Показник заломлення кварцу близько 1,54–1,55 і густина близько 2,65 дають змогу відрізнити його від більшості схожих каменів.

Відрізнити природний цитрин від нагрітого аметисту може бути складніше, оскільки обидва є природними кристалами кварцу й мають однакові основні фізичні властивості. На відмінність можуть указувати зони кольору, структура двійникування, зміни включень і характер родовища.

Цитрин підходить майже для всіх основних ювелірних форм. Прозорі камені ограновують, а менш прозорі, сильно включені або декоративні шматки шліфують у формі кабошонів і різьблених виробів.

Оскільки великі кристали кварцу не є надто рідкісними, можна виготовляти цитрини вражаючого розміру. Це дає змогу створювати масивні підвіски, коктейльні каблучки та колекційні ограновані камені.

П’єзоелектричні властивості кварцу важливі в електроніці, годинниках і пристроях керування частотою. У техніці зазвичай використовують дуже чистий синтетичний кварц, а не жовтий ювелірний цитрин.