使宝石中致色元素改变而产生颜色的变化.
这些化学成分可以是宝石的主要成分,也可以是宝石的微量致色元素.
例如：对于有机宝石如珍珠、象牙、珊瑚、琥珀等,加热处理会使其中的有机质氧化,温度过高会使颜色慢慢变暗变黑,若继续加热即出现“碳化”现象.人们经常利用这个特点,掌握好温度实施有机宝石的“仿旧”处理.对于宝石,加热处理往往将其中的低价态阳离子氧化成高价态,从而使颜色产生变化.最典型的例子就是带绿色调的海蓝宝石在空气中加热去除绿色,使颜色变成蓝色.
（2）使宝石原有的色心被破坏而引起颜色的变化.
有些宝石的颜色主要是由色心引起的,色心是能够产生颜色的结构缺陷,可以理解为“掉到空穴陷阱中的电子,吸收可见光中某一能量,产生电子跃迁而显示颜色”的中心.空穴陷阱的浓度不一样,显示出来的颜色也不一样,如果不同深度的空穴陷阱同时存在,颜色会显示混合色.加热这类宝石,相当于给落入陷阱的电子增加一定能量,使色心中的电子可以被激发到更高的能级.若外界给与的能量超过陷阱能时,陷阱中的电子将跳出陷阱而发生逃逸,该陷阱能的色心即被破坏,颜色消除.人们利用这个原理,掌握好加热温度和时间,将陷阱能的色心颜色消除掉,留下陷阱能高的色心颜色,以达到改善颜色的目的.
例如辐照法改色蓝黄玉,当无色黄玉利用辐照处理法得到的样品是褐-棕褐色,这是因为不同陷阱能的色心产生的不同颜色混在一起造成的,通过热处理消除低陷阱能的色心,就可以得到漂亮的海蓝色.粉红色黄玉变黄色,紫水晶变黄或绿色,烟水晶变黄绿或无色,也是热处理改变色心造成的.
（3）使宝石中的杂质扩散或改变存在状态而改变颜色.
有些宝石中存在着致色离子,但由于存在状态不好,使宝石颜色不好或不能致色,加热可以使致色离子在宝石内均匀扩散,进入晶格质点位置或晶格缺陷,从而改变宝石的颜色.