A gyöngyök összetétele megfelel a gyöngyöket kialakító kagylók héjának összetételével. Rengeteg laboratóriumi vizsgálat eredményeinek értékelése után az alábbi középértéket kapták: szénsavas mész – 91,72 %, szerves anyag – 5,94 %, víz – 2,23 %, veszteség – 0,11 %. Az édesvízi gyöngyök a legtöbb esetben tartalmaznak mangán nyomokat is.
A gyöngyök rétegei megfelelnek a héj rétegeinek, megtalálható bennük a konhin, az oszlop és a gyöngyházréteg egyaránt. Az igazgyöngyökön 0.0005-0.002 mm a gyöngyházréteg apró pikkelyeinek vastagsága. NEUMANN P. és SCHMIDT W. J. 0.00009-0.00013 mm-re becsülik a konhinréteg vastagságát, mely ragasztó anyagként szolgál a gyöngyházpikkelyek között, igen vékony rétegben.
Szelíd fényét az igazgyöngy a réteges-pikkelyes felépítésnek köszönhetően szerzi. Interferencia-jelenség a gyöngyöknél az enyhe színjáték. Az ember már évezredek óta csodálja az igazgyöngyök szelíd szépségét, amelyet a gyöngyök fényének és a színének áttetszőséggel való párosulása hozza létre. Legfőképpen az határozza meg a gyöngyök színét, hogy a gyöngyök tartalmaznak-e konhint a felülethez legközelebb eső rétegeikben. Azoknak a gyöngyöknek a színe, amelyek a felső rétegeikben konhintól mentesek, a színűk világos szürke, vagy kékesszürke. Ezeket a tejfehér kissé sárgás árnyalatban pompázó gyöngyöket, a gyöngykereskedők szintén "érett gyöngyök"-nek nevezik, ellenben azokkal a gyöngyökkel, amelyek szürkés vagy barnás foltokat tartalmaznak felületükön, ami annak a jele, hogy az említett pontokon a felülethez közel konhin rakódott le. Ezek a konhinfoltok minél kiterjedtebbek a gyöngy felületén és minél közelebb vannak a gyöngyök felületéhez, annál sötétebb színűek a gyöngyök. Vastagságuk szerint a vékony konhinrétegek sárgás, a vastagabbak barnás, sőt fekete színt kölcsönöznek, vékony konhinlemezkék okozzák a zöldesbe játszó, úgynevezett olajos foltokat. Kékesre színezi a gyöngyöt a vastagabb vagy a felülethez közel eső oszlopos réteg. Azt viszont nem tudjuk, hogy egyes gyöngyök annyira kedvelt rózsás színét mi okozza. Bizonyos mértékben minden szép színekben játszó gyöngy a legfelsőbb rétegeiben átlátszó. A gyöngy belseje felé minél mélyebbre hatol be a fény, annál varázslatosabban érvényesül a felületi rétegek interferenciája és annál erőteljesebb a gyöngy színjátéka.
A gyöngy szépségéhez hozzátartozik a csakis a legkülsőbb gyöngyházrétegekre szorítkozó átlátszóság. Ezek első minőségű gyöngyök, vagy mint a kereskedelemben nevezik első vizű gyöngyök. A gyöngyök, amelyeknek a színjátéka átláthatatlanság miatt nem érvényesül, azok az úgynevezett "éretlen gyöngyök". A különböző termelőhelyekről származó gyöngyök többé-kevésbé eltérnek egymástól a színükben és a színjátékukban. Így a nagyobb gyakorlattal rendelkező gyöngykereskedők csak alapos megtekintés után, legtöbb esetben meg tudják állapítani a gyöngy származási helyét. A gyöngy színjátéka természetes és mesterséges fényben másképpen érvényesül, sőt az erősebb és gyengébb napfénynél is. A gyöngyök kék alapon különösen szépen érvényesítik a színjátékukat. Előfordulásukat tekintve a fekete gyöngyök a Déli-tengerben, a világoszöld gyöngyök Kelet-Indiában, a fényes zöld gyöngyök Japán partjainál fordulnak inkább elő. A Mytilus edulis világoskék gyöngyöket, egy Spondilus-faj zöldeket és gyengén rózsásakat, Arca noe pedig ibolyásakat termel néha.
Tulajdonságaikat tekintve a gyöngyök a savakkal szemben érzékenyek, viszont teljes mértékben nem oldódnak fel bennük, mivel a szerves rész visszamarad. A szerves vázat az alkáliák oldják. Ennek hatására a gyöngy váza felcserepesedik. A gyöngyök fajsúlya az aragonit fajsúlyától (2,937) nem sokkal kisebb 2,65 és 2,9 között mozog. Sűrűsége 2,6–2,9 g/cm³. Keménységük viszont magasabb, mint az aragonité és a kalcité, 3,5 és 4,5 közzé esik. A gyöngyök rugalmassága közepes, átlagosan kisebb, mint az utánzatoké. Ha egy üveglapra 70 cm magasságból igazgyöngyöt ejtünk, az 35 – 40 cm magasra ugrik vissza, az ütközés után. A hamisítványok ennél magasabbra. Szerkezetüket tekintve rendkívül apró pikkelyekből, finom rétegek alkotják, mely nagyobb keménységet kölcsönöz a gyöngyöknek, valamint ez magyarázza a gyöngyök aránylag magas kohézióját is. A gyöngyök növekedése nagyon lassú folyamat. Riedel elmondásai szerint a folyami gyöngykagylóban a gyöngyházréteg évente 0,048 – 0,052 mm-el növekszik. A japán nevelt gyöngyök évente átlagosan 0,089 mm-t növekednek. Egy tizenhárom éves kagyló legfeljebb 2,57 mm átmérőjű gyöngyöt tartalmazhat átlagosan.
Egy külföldi szakember véleménye szerint a gyöngyök nem mások, mint gömb alakban kifejlődött héjak. Azonban ez az állítás nem tekinthető teljes mértékben pontosnak, mivel a gyöngyök között gyakoriak a kifogástalan gömb alakúak, de nagyobb mértékben megtalálhatóak közöttük a többé-kevésbé eltorzultak. Ilyenek a lapos, a csepp, a körte, vagy az egyéb különös, vagy bizarr alakú gyöngyök.