沁色是出土玉器的常見外部特征，也是鑒定古玉真偽的重要依據。
古玉沁色成因的自然科學研究
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劉大同《古玉辨》曾云“玉受地火者，皆變為白色，俗稱為石灰沁，即今所謂雞骨白、象牙白是也”
古人是否會將玉器焚燒加熱呢。有學者推測高溫處理可以降低玉料的硬度，更便于雕刻加工，古人可能在雕刻前將玉料預先高溫加熱，因而導致玉器白化；另有學者認為按照古代祭儀，古人在某些特定的祭祀活動中會將玉器用火焚燒，也會導致玉器變白，如商代卜辭中的以玉燎祭即以火焚燒玉器進行祭祀。
沁色形成于地下較為復雜的微觀環境中，周圍的土壤條件無疑會對玉器產生較為直接的影響，不少學者認為白沁的形成緣于土壤中的酸或堿性物質，如楊伯達先生曾提出“杭州余杭地區土壤中氫氟酸含量較高，對良諸文化玉器由表及里的侵蝕就較為嚴重，使之均變為雞骨白”。
盡管在自然環境中并不具備實驗中的強酸、堿條件，但可以推測在酸、堿性土壤中長期埋藏，不斷腐蝕，肯定會導致古玉結構逐漸變化以至形成雞骨白沁色，因此“酸堿腐蝕說”就古玉白沁問題的解釋具有一定的合理性。
“風化成因說”基本認為古玉的白沁主要緣于玉器受沁后礦物結構變疏松，晶體形狀與方向改變而形成孔隙，從而導致玉器的透光性變差，光線照射時因發生折射、散射而不能透過，因而器表呈現白化的現象，這其中可能既有物理風化的作用，也有化學風化的影響。
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除白沁以外，古玉器沁色還包括紅、黃、褐、 綠、黑等多種色調，我們暫且統稱為“彩沁”，其中紅沁舊稱血沁、朱砂沁，黃沁舊稱土沁、松香沁，黑沁舊稱水銀沁、黑漆古等。
紅、褐、黃、黑沁的形成可能與天然狀態下和田仔玉的皮色成因類似，主要為鐵離子致色，一部分來源于玉石自身鐵離子的氧化，一部分來源于周圍環境中氧化鐵的滲入，并因鐵含量的差異呈現出不同的色調。
就古玉黑沁的成因來說學者們也有不同的觀點。從目前的研究來看，似乎可以肯定多數黑沁的形成與古人所謂的“水銀沁入”無關，自然界液態水銀極少而又易于揮發，古玉埋藏環境中是否存在液態水銀值得懷疑，楊伯達先生也曾指出：“水銀既不能附著玉表，更不能深入玉肌，所以這種說法是錯誤的”。
多位學者所做的實驗表明淺色透閃石玉器經加熱到特定的溫度時可以呈現棕黑色或黑色，聞廣先生據此推測西安灃西遺址出土的棕黑色西周透閃石玉璧即為高溫加熱所致。
有學者研究認為是玉器表面裂隙中滲入的有機物加熱碳化呈色所致，這種觀點可作為黑沁成因之一說。此外，錢憲和先生通過檢測發現古玉黑沁部分的鐵元素含量較高，推測外界鐵元素的滲入導致透閃石轉化為陽起石并因此形成黑沁。劉如水先生認為古玉埋藏時土壤中有機質的滲透與氧化及三價鐵離子的滲入導致黑沁的形成。
綠沁成因——銅氧化物滲入
關于古玉綠沁的成因目前學者研究的不多，傳統觀點認為綠沁是由于玉器埋藏時靠近青銅器，因此受青銅銹蝕的浸染而致。此類復合鑲嵌器物的青銅、玉石接觸部位，玉器器表常常附著有藍、綠色礦物，經檢測藍色的為藍銅礦，綠色的為孔雀石、鋅孔雀石，三者都是青銅合金元素的氧化物，由此說明青銅器與玉器埋藏時如果相互接觸，銅銹附著于玉器表面，年代久遠會逐漸滲入并形成綠沁。
此外需要說明的是傳統的“沁”的定義不僅包括玉器顏色的變化，還包括玉器質地的改變，如舊稱“丁金沁”、“爛斑”等多為玉料受酸、堿溶蝕而形成的孔洞，“土銹”則多為土壤中的膠體溶液附著于玉器表面結晶而形成。
