Sur le plan historique, le péridot est connu depuis l'Antiquité. Les Égyptiens l'exploitent dès le IIᵉ millénaire avant notre ère et le considèrent comme la "pierre du Soleil". Les gisements de Zabargad (anciennement Saint-Jean)  sont longtemps gardés secrets afin de préserver leur monopole commercial. Au Moyen Âge, de nombreux péridots ornent les trésors ecclésiastiques européens, certains ayant été longtemps confondus avec des émeraudes en raison de leur couleur verte. Les progrès de la minéralogie et de la cristallographie aux XVIII^e et XIX^e siècles permettent finalement de reconnaître l'identité spécifique du péridot comme variété gemme de l'olivine.

Les deux pôles de la série solide de l'olivine sont la forstérite, riche en magnésium, et la fayalite, riche en fer. La plupart des péridots naturels possèdent une composition comprise entre Fo85 et Fo95 (85 à 95 % de composant forstéritique), ce qui signifie qu'ils sont très riches en magnésium tout en contenant suffisamment de fer pour produire leur couleur caractéristique. Le manganèse, le nickel, le calcium et le chrome peuvent également être présents en faibles proportions, mais influencent relativement peu les propriétés optiques du minéral.

Le péridot cristallise dans le système orthorhombique. Sa structure est constituée d'un empilement compact où les tétraèdres SiO4 alternent avec deux types distincts de sites octaédriques occupés par les ions magnésium et fer. Cette organisation confère au cristal une anisotropie optique marquée ainsi qu'une excellente stabilité mécanique. Les cristaux bien développés présentent souvent des formes prismatiques ou tabulaires, bien que les cristaux gemmes soient fréquemment retrouvés sous forme de grains arrondis ou de nodules provenant de roches mantelliques.

Le péridot possède une dureté comprise entre 6,5 et 7 sur l'échelle de Mohs. Cette valeur est suffisante pour un usage en joaillerie, mais reste inférieure à celle du quartz, du corindon ou du diamant. Sa densité varie généralement entre 3,27 et 3,37 selon la proportion de fer présente dans le cristal. L'augmentation de la teneur en fer accroît progressivement la densité ainsi que les indices de réfraction. Son éclat est vitreux, parfois légèrement gras sur les cassures fraîches. Le clivage est peu développé mais la fracture est conchoïdale à irrégulière. En raison de sa fragilité relative et de sa sensibilité aux chocs, le péridot nécessite des précautions lors de la taille et du sertissage.

La couleur du péridot peut varier du vert jaunâtre au vert olive profond, en passant par des teintes vert doré ou vert brunâtre. Les pierres les plus recherchées présentent une couleur verte pure, légèrement dorée, uniforme et saturée. Contrairement aux émeraudes, où le chrome et le vanadium sont responsables de la coloration, ou aux saphirs dont les couleurs proviennent de diverses substitutions chimiques, la couleur du péridot résulte directement des transitions électroniques des ions Fe²⁺ présents dans les sites cristallographiques de l'olivine. Cette coloration demeure stable au cours du temps et ne dépend pratiquement pas des conditions d'éclairage.

Sur le plan optique, le péridot est transparent à translucide. Il présente une forte biréfringence, généralement comprise entre 0,035 et 0,038, nettement supérieure à celle de nombreuses autres pierres précieuses. Cette caractéristique produit un phénomène facilement observable appelé double réfraction. Lorsque la pierre est suffisamment épaisse, les facettes situées sur la face opposée apparaissent dédoublées à travers le cristal. Cette propriété constitue un critère diagnostique important pour les gemmologues. Le pléochroïsme est relativement faible mais peut faire apparaître des nuances légèrement différentes de vert selon l'orientation d'observation.

Les inclusions internes constituent un aspect important de la gemmologie du péridot. Les cristaux naturels renferment fréquemment des inclusions de chromite, de spinelle, de magnétite ou de sulfures, ainsi que des fractures cicatrisées et des inclusions fluides. Certaines inclusions liquides et gazeuses adoptent une morphologie particulière en forme de disque ou de "feuille de nénuphar", très caractéristique du péridot naturel. Ces structures résultent de petites inclusions entourées de fractures circulaires provoquées par des contraintes internes et représentent un critère précieux pour distinguer les pierres naturelles des matériaux synthétiques ou des imitations.

La formation du péridot est étroitement liée aux processus mantelliques. Les olivines gemmes cristallisent principalement dans le manteau supérieur terrestre, à des profondeurs comprises entre plusieurs dizaines et plus de cent kilomètres. Elles sont ensuite transportées vers la surface par des magmas ultrabasiques, notamment les basaltes alcalins et les kimberlites. Les péridots sont souvent associés aux xénolithes mantelliques, fragments de péridotite arrachés au manteau lors de la remontée rapide du magma. Ces xénolithes constituent des échantillons directs du manteau terrestre et permettent aux géologues d'étudier sa composition minéralogique.

Le péridot est également présent dans certaines roches magmatiques ultramafiques comme les dunites, les harzburgites, les lherzolites et les wehrlites. Dans ces roches, l'olivine représente parfois plus de 90 % du volume total. Cependant, seule une faible proportion des cristaux possède une qualité gemme suffisante pour être utilisée en joaillerie. Les contraintes tectoniques, les altérations hydrothermales et les processus métamorphiques détruisent souvent la transparence nécessaire à un usage gemmologique.

En présence d'eau, le péridot se transforme progressivement en serpentines, talc, magnétite et autres minéraux hydratés par un ensemble de réactions regroupées sous le terme de serpentinisation. Cette transformation joue un rôle essentiel dans les cycles géochimiques du magnésium, du fer et du carbone. La serpentinisation produit également de l'hydrogène moléculaire, susceptible d'alimenter des communautés microbiennes profondes et d'intervenir dans certains scénarios concernant l'origine de la vie.

Les principaux gisements gemmologiques sont répartis dans plusieurs régions du monde. L'un des plus célèbres est situé sur l'île de Zabargad, en mer Rouge. D'importants gisements existent également aux États-Unis, notamment dans les basaltes de l'Arizona, où les pierres sont extraites principalement des réserves de la Nation Apache San Carlos. Le Pakistan, en particulier la région du Cachemire et les montagnes de Supatt, produit aujourd'hui certains des péridots les plus recherchés pour leur couleur particulièrement vive. Des gisements significatifs sont également connus en Chine, en Birmanie, au Vietnam, en Norvège, en Tanzanie, au Kenya, en Éthiopie, en Australie et au Brésil.

Les péridots issus des xénolithes mantelliques présentent souvent une excellente pureté, tandis que ceux provenant des basaltes peuvent contenir davantage d'inclusions. Les différences de composition chimique, notamment le rapport magnésium/fer, influencent légèrement les propriétés physiques mais surtout la nuance de couleur. Les pierres les plus appréciées combinent une forte transparence, une couleur verte intense sans dominante brunâtre et une faible concentration d'inclusions visibles à l'œil nu.

Le péridot est également un minéral majeur dans les météorites. Les chondrites ordinaires contiennent de nombreux grains d'olivine hérités des premiers solides condensés de la nébuleuse protosolaire. Certaines pallasites, météorites constituées d'un mélange de métal fer-nickel et de grands cristaux d'olivine translucide, renferment des péridots d'une qualité gemmologique exceptionnelle. Ces cristaux proviennent probablement de la limite entre le noyau métallique et le manteau silicaté d'anciens planétésimaux différenciés détruits par des collisions au début de l'histoire du Système solaire. Les péridots extraits de pallasites présentent un intérêt scientifique majeur, bien qu'ils soient rarement utilisés en joaillerie en raison de leur rareté et de leur valeur pour la recherche.

Les observations spectroscopiques montrent que l'olivine est abondante sur plusieurs corps du Système solaire. Elle constitue un composant majeur non seulement du  manteau terrestre, mais aussi du manteau de Mars et probablement de celui de Mercure. Des signatures spectrales attribuées à l'olivine ont été identifiées sur la Lune, sur plusieurs astéroïdes de type A et S, notamment dans certaines régions de (25143) Itokawa, ainsi que sur des objets différenciés tels que (4) Vesta. La présence d'olivine constitue un indicateur essentiel des processus de différenciation planétaire et des épisodes de fusion ayant affecté les premiers corps solides du Système solaire.

En gemmologie moderne, le péridot est évalué selon plusieurs critères : la couleur, la pureté, la taille, les proportions, la qualité de la taille et le poids en carats. Les pierres dépassant cinq carats sont relativement rares, tandis que celles excédant vingt carats demeurent exceptionnelles. La taille privilégie généralement des facettes destinées à maximiser la luminosité tout en limitant la visibilité des inclusions. Les formes ovale, coussin, émeraude et ronde sont les plus courantes.

Les traitements appliqués au péridot sont relativement limités. Contrairement à de nombreuses autres pierres précieuses, il est rarement soumis à des chauffages ou irradiations destinés à modifier sa couleur. Les principales imitations sont constituées de verre coloré, de spinelle synthétique, de grenat vert, de tourmaline verte ou de zircone synthétique. La forte biréfringence, les inclusions caractéristiques, les propriétés spectroscopiques et les indices de réfraction permettent généralement de distinguer sans difficulté un péridot naturel des matériaux de substitution.