Первые попытки получить изысканный синий оттенок подлинного сапфира столкнулись с непредвиденным затруднением. Используемое красящее вещество — окись кобальта — не рассеивалось равномерно по бульке, а вместо этого скапливалось пятнами. Было установлено, что для получения равномерной окраски в качестве флюса необходимо добавлять значительное количество магнезии. Позднее обнаружили, что эти камни имеют физические свойства не сапфира, а шпинели (окись магния и алюминия). Гониометрические исследования сетки на округлом конце бульки, где линии в данном случае пересекались под прямым углом, показали, что сетка соответствует граням октаэдра, о{111}, а также, хотя и в меньшей степени, граням куба, а{100}. Следовательно, полученные из этих булек кристаллы полностью соответствуют кристаллам шпинели, т. е. имеют кубическую форму. Согласно терминологии, привести которую не представляется возможным, этим голубым камням сначала дали необычное название «Сапфир Хоуп» по причудливой аналогии со знаменитым голубым алмазом, который некогда был гордостью коллекции Хоупа. Голубая шпинель иногда встречается в природе, но имеет другой оттенок.

В конце 1909 г. Вернейлю, человеку, изобревший камин, удалось получить голубой корунд, применив в качестве красящих примесей окись титана (0,5%) и магнетит (1,5%), но оттопок у этих камней был не совсем такой, как у сапфира. Камни с лучшей окраской были получены позже, когда из опытов исключили окись железа. В настоящее время в смесь вводят некоторое количество железа, но, очевидно, в процессе роста бульки оно улетучивается: в спектре поглощения не обнаружено никаких следов железа. Изготовить сапфир гораздо труднее, чем рубин, поскольку нужно очень точно регулировать температуру пламени и положение в нем бульки, иначе камень приобретает фиолетовую окраску.

Опыты проводились с большим количеством красящих веществ, в результате чего были получены синтетические корунды самых разных оттенков. Если вообще не добавлять никакого красящего вещества и очистить квасцы от калия, который придает коричневатый оттенок, образуются бесцветные камни. Они аналогичны природному белому сапфиру и были названы уолдеритами. Пытались использовать термин «научный бриллиант», что явно неверно и вводит в заблуждение, так как эти камни не имеют ничего общего с подлинным бриллиантом; кроме того, этот термин применяется для обозначения алмаза, ограненного особым образом.
Если в качестве красящего вещества использовать окись никеля, получаются желтые камни почти всех оттенков, какие только можно вообразить. Особой красновато-желтой разновидности дали собственное наименование — «падпарадшах» (от сингальского слова padmaragaya — цвета лотоса).

Наиболее интересны камни, для окраски которых применялась окись ванадия; при дневном свете они кажутся красновато-зелеными, а при искусственном становятся красными. В природе это явление известно только у разновидности хризоберилла, которая называется александритом. Поэтому такие камни сначала назвали научными александритами; однако от этого неправильного термина давно отказались. Добавка кобальта, магния, цинка или других металлов, в том числе и ванадия, позволяла получить синтетический корунд различных оттенков зеленого цвета, близких к типичной окраске изумруда и турмалина; при добавке никеля, железа и титана получался фисташково-зеленый цвет. Прозрачную зеленую разновидность назвали амариллом. Применяя хром, железо и титан, добились фиолетовой окраски камней.

Легко получаются бульки, состоящие из разноокрашенных оболочек; вырезанные из таких булек камни похожи на много-цветные турмалины, хорошо известные в природе. Превосходные корунды, звездчатые рубины и сапфиры были искусственно изготовлены при реакции распада твердого раствора с выпадением иголочек рутила.

Практически не существует синтетических камней без пузырьков воздуха, которые легко увидеть при помощи обычной лупы с небольшим увеличением, хотя, если эти пузырьки очень мелкие, они похожи на пылинки. Форма у них сферическая, а их явно округлые очертания являются безошибочным и падежным признаком искусственного происхождения камня. В натуральном камне могут присутствовать пузырьки и полости, но контуры их редко бывают округлыми.

Пытаясь предотвратить появление пузырьков в центральной части бульки, поддерживающую подставку иногда заставляют вращаться; этот прием приобретает все большее значение в связи с потребностью некоторых отраслей промышленности в более совершенных кристаллах. Существует другой диагностический признак, по которому можно точно распознать синтетические камни, особенно окрашенные. Хотя они и кажутся чистыми и прозрачными, структура их неоднородна. Если исследовать внутреннее строение таких камней, что лучше всего делать под микроскопом при ярком освещении и погрузив их в масло, чтобы легче проходил свет, обычно можно хорошо различить изогнутые бороздки, или линии роста. Эти бороздки представляют собой части последовательно нараставших скорлупок первичной бульки, поскольку количество красящего вещества хоть и немного, но достаточно заметно меняется во время роста, что обусловлено прерывистыми ударами молотка по резервуару с порошком. Неравномерное распределение красящего вещества можно уменьшить с помощью вибратора или червячной передачи. С другой стороны, хотя полоски разного цвета или оттенка обычны и в натуральных камнях, они всегда прямолинейны, так как повторяют плоские грани первоначального кристалла. Следовательно, если на изучаемом под микроскопом камне имеется много изогнутых бороздок, то его искусственное происхождение несомненно. Иногда в синтетическом корунде можно увидеть линии бороздок, обусловленные полисинтетическим двойникованием.