Обычно облучение используется для изменения цвета драгоценных камней, чтобы таким образом улучшить их внешний вид и увеличить ценность. В ходе этого процесса драгоценные камни подвергаются воздействию одного или нескольких типов лучей (видимый или ультрафиолетовый свет, рентгеновские или гамма-лучи), либо воздействию энергетических частиц, таких как электроны, нейтроны, протоны или альфа-частицы. Некоторые виды камней могут менять свой цвет, попадая на свет из горной выработки (например бирманский или русский коричневый топаз, который со временем становится практически бесцветным). Другие виды камней могут меняться под воздействием ультрафиолетовых лучей, но для более устойчивого изменения окраски необходимо более энергетически мощное излучение, такое как рентгеновские или гамма-лучи. Рентгеновские лучи обычны в повседневной практике, но их энергия обычно невелика, а зона проникновения ограничивается приповерхностным слоем. Окраска, вызванная рентгеновскими лучами, как правило, кратковременна и быстро теряется — в одних случаях постепенно под действием обычного дневного света, в других случаях очень быстро под действием солнечных лучей или света настольной лампы (например коричневые топазы и некоторые желтые сапфиры).
Поэтому рентгеновские лучи редко используются для изменения окраски.Гамма-лучи широко применяются, и для их генерации обычно используется изотоп кобальта Со-60 (нормальный кобальт Со-59, имеет ядерную массу 59 ед.). В зависимости от энергии и размеров используемой установки может потребоваться от получаса до нескольких минут для того, чтобы превратить горный хрусталь в дымчатый кварц. При облучении бесцветного топаза с помощью Со-60 конечная голубая окраска зависит как от начальной дозы облучения, так и последующей термической обработки. Альфа- и бета-лучи представляют собой потоки ядер гелия и электронов или катодное излучение, соответственно. Электроны генерируются при помоши телевизионной трубки, внутри которой они ускоряются под действием электрических полей высокого напряжения. Электроны высокой энергии получают в линейных ускорителях, конструкция и обслуживание которых обходится очень дорого. Электроны не являются идеальным источником, так как они сильно поглощаются и дают только поверхностное окрашивание. Они также вызывают локальный нагрев, что делает необходимым охлаждение образца в проточной воде во избежание растрескивания. Другие частицы, такие как протоны, дейтроны, альфа-частицы, также использовались для облучения, но они могут обладать большой энергией и вызывать радиоактивность. В середине двадцатого столетия альфа-излучение, генерируемое солями радия, использовалось для обработки алмазов и сапфиров, но продукты распада радия могут захватываться камнями, поэтому некоторые из образцов в итоге обнаруживали опасный уровень остаточной радиоактивности.