De acordo com About.com, a ágata se forma a partir da deposição de sílica em solução aquosa em águas profundas e temperaturas relativamente baixas. É uma forma de mineral calcedônia, que é uma massa composta de quartzo de cristais microscópicos. Sua natureza porosa, em relação a outras formas de quartzo, permite o desenvolvimento de impurezas que lhe conferem uma variedade de cores e padrões, tornando-a uma pedra popular para uso em joias.
A ágata é o resultado final após o intemperismo químico de outra rocha. É comumente encontrada em associação com a opala, outra rocha de silicato valorizada por sua estética decorativa. Como a ágata se forma como um depósito da água, nas circunstâncias certas, ela pode fazer parte de um processo de fossilização. Grandes toras de madeira fossilizada são feitas de ágata. É extremamente sensível às condições ambientais durante a formação, o que contribui para sua enorme variedade de aparência.
Ao contrário dos grandes cristais de quartzo, a natureza da ágata a torna transparente ou translúcida apenas em camadas finas. Os depósitos mais espessos são sempre opacos. Cristais de quartzo maiores são frequentemente incluídos nas formações de ágata microcristalinas. Essas formações, também conhecidas como amêndoas, são pequenas pedras de crosta branca. A ágata usada em joias só é revelada cortando a amêndoa.