Eines der Ziele der Gemmologie ist die Identifizierung der
Edelsteine, bei welcher die modernsten Technologien Anwendung finden. So beschäftigt sich die Gemmologie eingehend mit der Entstehung und den charakteristischen Eigenschaften der Edelsteine sowie mit den speziellen Kennzeichen von Edelsteinen, die an bestimmten Lagerstätten gefunden wurden.
Wichtige Kriterien für die Klassifizierung sind hierbei unter anderem die Kristallstruktur, die spezifische Dichte und die Lichtbrechung. Daneben bewerten Gemmologen die Qualität der Edelsteine nach Schliff, Farbe und Reinheit betrifft.
Sehr wichtig in der Gemmologie ist weiterhin das Erkennen von Edelsteinen, die entweder synthetisch hergestellt oder durch künstliche Behandlungen farb- oder reinheitsverbessert wurden. Hilfsmittel hierfür sind die Röntgenanalyse und die Spektroskopie.
Außerdem beschäftigt sich die Gemmologie laufend mit der Verbesserung ihrer technischen Hilfsmittel und entwickelt z.B. Mikroskope, die den neuesten technischen Standards entsprechen.