La composition du béryl est la suivante : Al₂Be₃Si₆O₁₈.

Il existe plusieurs variétés d’une même espèce, le béryl, dont la structure est basée sur des anneaux silicates à 6 pièces. Ce critère permet de dire que le béryl est un cyclosilicate. Dans cette famille, les tétraèdres SiO₄ mettent en commun 2 sommets pour former ce cycle anionique (Si₆O₁₈)^12-. Cependant la présence d’octaèdres [AlO₆] et de tétraèdres déformés [BeO₄] qui unissent ces cycles empilés selon l’axe c vertical permet de considérer le béryl comme étant un tectosilicate.

Cette superposition exacte d’anneaux silicatés délimite des canaux centraux dans lesquels s’insinuent des cations étrangers comme les alcalins Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺ et des gaz comme CO₂, He ou Ar. Ces substitutions supposent des irrégularités de composition du béryl et leur présence maintient l’électroneutralité du cristal.

Ainsi, Al peut être substitué par Fe²⁺ et Fe³⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Cr³⁺, V³⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, etc.

Ces modification de la composition du cristal induit l’appartion de « variétés » du béryl, telles que l’aigue-marine, l’émeraude, la morganite, l’héliodore, la goshénite (incolore), les béryls césifères roses… La pezzotaïte est une espèce minéralogique appartenant au groupe des béryls, dont elle est différenciée par sa teneur en césium (16 % Cs₂O).

Les béryls sont hexagonaux. Hormis les béryls césifères (et la pezzotaïte) qui sont des prismes hexagonaux applatis, les béryls forment des cristaux hexagonaux automorphes allongés selon l’axe c.

L’héliodore est la variété vert – jaune du béryl, dont la teinte est due à la présence d’ions Fe³⁺.