Lo zaffiro/rubino è un cristallo anisotropico romboedro di ossido di alluminio.

Lo zaffiro/rubino sintetico è ottenuto dalla fusione controllata in forni speciali di polveri di allumina molto pure (Al2O3) a 2.040 °C.
Il risultato è una struttura monocristallina di elevatissima durezza (9 su scala di Mohs), quindi seconda solo al diamante, che può essere interamente lavorata in varie forme e particolari.

Vi sono diversi metodi di formazione con diversi livelli di qualità, dimensioni e costi.
I metodi di EFG o Stephanov consentono la crescita di forme particolari (ad es.nastri) con conseguenti limitazioni limitazioni per l'uso finale.
Con i metodi Czochralski, HEM, o Kiropolous, invece, si ottiene la massima qualità ottica dello zaffiro in forma di carota (boule) interamente lavorabile.

Questo materiale possiede le stesse proprietà chimico-fisiche delle migliori ceramiche di allumina, come altissime resistenze all'abrasione, corrosione e alte temperature.
La struttura monocristallina consente di ottenere alti gradi di finitura e precisione anche in dimensioni minime.

Il rubino industriale è composto dallo stesso materiale con aggiunte piccole quantità di Cromo (tipicamente ≤ 0,05% in peso) che varia la colorazione in rosso, senza influenzare significativamente le proprietà meccaniche.