Wzór chemiczny: Al2O3 (trójtlenek glinu)
Barwę powodują domieszki żelaza, tytanu, magnezu, wanadu, chromu. Domieszka żelaza dwuwartościowego (Fe2+) lub trójwartościowego tytanu (Ti3+) nadaje szafirowi najbardziej typową barwę niebieską, trójwartościowe jony żelaza (Fe3+), zależności od ilości barwią go na żółto i zielono, jony chromu (Cr3+) na czerwono a dodatek wanadu (V4+) na fioletowo.
Układ krystalograficzny: trygonalny. Tworzy najczęściej kryształy o postaci pseudoheksagonalnych słupów (o przekroju sześciobocznym) i bipiramid. Na ścianach kryształów często wykazuje poprzeczne zbrużdżenia.
Twardość w skali Mohsa: 9
Łupliwość: brak, często wykazuje podzielność wykorzystującą płaszczyzny zbliźniaczeń.
Rysa: biała
Przełam: muszlowy lub nierówny
Gęstość: 3,95 do 4,1 g/cm³
Barwa: niebieska w odcieniach, biały, bezbarwny, jasnoróżowy, czerwonawy, pomarańczowoczerwony, purpurowy, fioletowy, fioletowoniebieski, zielony, czarny. Są też odmiany dwubarwne. Wszystkie barwne korundu poza czerwoną, szarą i brunatną traktowane są jako odmiany szafiru.
Poszczególne barwy szafiru oznacza się odpowiednim atrybutem, np. szafir zielony lub szafir żółty. Bezbarwny szafir określa się jako leukoszafir (gr. biały) zaś żółtopomarańczowy do pomarańczowożółtego – mianem padparadża (w języku senegalskim kwiat lotosu)
Połysk: szklisty, diamentowy
Współczynniki załamania (dwójłomność): no = 1,768 i ne = 1,760 (długość fali ~ 590nm)
Efekty optyczne: Wrostki igiełek rutylu i mikroskopijne puste kanaliki wywołują u szafiru jedwabisty połysk. W przypadku gdy igiełki są zorientowane w sposób uporządkowany, nadają szafirowi , zwanemu szafirem gwiaździstym efekt kociego oka lub sześcioramiennej gwiazdy,
Niektóre odmiany wykazują teź pleochroizm a nawet luminescencję.
Poprawianie:
- Szafiry po wyprażeniu w gorącym piasku w temperaturze 1700-1800 °C uzyskują lśniąco niebieskie trwałe barwy.
- Większość naturalnych niebieskich szafirów dostępnych w sprzedaży to szafiry prażone.
Szafiry można badać np. metodą tomografi komputerowej:
http://polskijubiler.com/pokaz.php?kg=38&idk=73&id=594
