Ngọc trai tự nhiên hình thành khi một vật lạ từ bên ngoài rơi vào bên trong thân, gây khó chịu cho loài trai tạo ngọc, con vật tiết ra những lớp ngọc (còn gọi là xà cừ) bao lấy vật lạ, tạo nên ngọc trai (hình 1). Ngọc trai tự nhiên đã có một lịch sử phong phú và lâu dài với vai trò là vật trang sức. Tuy nhiên, ngày nay chúng rất hiếm trên thị trường. Ngọc trai chia làm 2 nhóm chính: tự nhiên và nuôi.

Hình 1: Bên trái là sơ đồ viên ngọc trai tự nhiên, phần trắng là các lớp ngọc rất dày bao xung quanh một vật thể lạ nhỏ màu nâu,
phần màu vàng bên ngoài là lớp choàng tiết ra vật liệu để tạo vỏ bao và ngọc. Bên phải là sơ đồ các lớp ngọc (lớp xà cừ),
gồm những lớp chứa tinh thể aragonit (cacbonat canxi) và conchiolin (chất sừng hữu cơ) 

Ngọc trai nuôi hình thành cũng giống như ngọc trai tự nhiên, tuy nhiên cần sự can thiệp của con người để bắt đầu quá trình tạo ngọc, đó là cấy nhân để tạo ngọc và con trai tạo ngọc được chăm sóc tại các bè nuôi. Nhân có thể là dạng hạt hay một mẫu mô lớp choàng (thịt của loài nhuyễn thể). Ngọc trai nuôi cũng giống như ngọc tự nhiên là có hai nguồn gốc nước ngọt hay nước mặn.

 

 

Hình 2: Ngọc trai đen vùng biển Tahiti, là một loại ngọc nuôi nước mặn có giá trị rất cao.

Ngọc trai nuôi nước ngọt thường hình thành do một mẫu mô lớp choàng được cấy vào bên trong một con nhuyễn thể nước ngọt tạo ngọc
(gọi là con trai sông hay trai nước ngọt – mussel). Sau khi cấy, trai sông được đưa trở lại nước ngọt.
Con vật bắt đầu tiết ra một lớp chất hữu cơ conchiolin, rồi kế đó là những lớp xà cừ.