在许多彩色宝石中，铬离子能部分取代类似价态的别的金属离子，形成类质同象替代，产生不同颜色。刚玉化学式（Al2O3）中的Al离子被Cr部分替代时，本应纯净无色的刚玉，会变成红色，红色的深浅还随着Cr元素含量的高低发生变化。祖母绿化学式（Be3Al2Si6O18）中的Al离子被Cr部分替代时，祖母绿又会呈现鲜艳的绿色。这是由于Cr元素属于过渡金属元素，这一类型的元素，次外层的d轨道和最外层的s轨道相连，且d轨道还未达到稳定的结构，因此s电子和d电子都可以部分或全部参加成键，从而当Cr离子处在不同宝石品种中时，晶体场环境不同，作用强度也就不同，导致电子跃迁吸收的光波亦不同，宝石呈现的颜色也就不同。