二色镜是用来观察宝石多色性的一种仪器。多色性在某些情况下也是判定宝石品种的依据，尤其是当折射仪、偏光镜等仪器不能确定有色宝石是均质体还是非均质体时，二色镜能非常有效地判断有色宝石的光性特征。

当光线进入某些各向异性的有色宝石中所显示的二种或三种体色的现象。通常一轴晶宝石可能出现两种颜色，称为二色性；二轴晶宝石出现三种颜色，称为三色性，统称为多色性。

当自然光进入非均质体宝石时，分解成两束震动方向相互垂直的偏振光，这两束光各自的传播方向也不同。非均质体宝石的各向异性导致了宝石对不同振动方向的光的吸收不同，只要能将这两种振动的光分离开来，就可能看到不同的颜色。

常用的二色镜是冰洲石二色镜，它由玻璃棱镜、冰洲石棱面体、透镜、通光窗口和目镜所组成。冰洲石具有强的双折射，双折射率为0.172（No=1.658，Ne=1.486），它能将一束光分解成两条偏振光线。冰洲石棱面体的长度设计成正好可使小孔的两个图像在目镜里能并排成像。当观察具多色性的宝石时，冰洲石二色镜将透过宝石的两束偏振化色光再次分解，使两束偏光的颜色并排出现于窗口的两个影响中。均质体宝石不具各向异性，因此不存在多色性，观察到的两个窗口颜色相同。

非均质体有色宝石具各向异性，因而存在多色性。只有当穿过宝石的两束偏振光振动方向与冰洲石棱面体光率体主轴互相平行或垂直时，看到的才是宝石真正的多色性颜色。若透过宝石的光的振动方向与二色镜冰洲石棱面体光轴相交45°时，则见不到多色性。这就是为什么在转动二色镜和宝石的过程中，二窗口颜色不断变化的原因。应该指出的是：当非均质体有色宝石的光轴平行于二色镜长轴时，看不到多色性。

多色性只出现在有色的非均质体宝石中，通常单晶宝石的颗粒越大、颜色越深，多色性越明显。

根据多色性的强弱，通常可分为四级：

强：肉眼即可观察到不同方向颜色的差别。如堇青石、红柱石、蓝碧玺等。

中：肉眼难以观察到多色性，但二色镜下观察明显，如红宝石。

弱：二色镜下观察到多色性，但多色性不明显，如紫晶、橄榄石等。

无：二色镜下不能观察到多色性，如石榴石、尖晶石等均质体宝石和无色或白色的非均质体宝石。

多色性的强弱程度划分并不是绝对的，其级别也不能作为鉴定宝石种属的确凿依据。因为多色性不仅取决于宝石本身的光性特征，还受到宝石颜色的很大影响。同种宝石，颜色越深，多色性就越明显；颜色越浅则越不明显。比如红宝石，深红色者，多色性强度中等；浅色者，多色性呈现弱。有些有色的非均质体宝石的多色性可呈现体色的深浅色调。如紫晶为浅至深的紫色。

二色镜是宝石鉴定中的一种辅助鉴定仪器，主要用来测试一些具有双折射的有色透明宝石。根据多色性显示程度不同一般分为：强多色性、明显多色性、弱多色性、无多色性。

1． 帮助鉴定具有强多色性的宝石 如：堇青石三色性显著（蓝色、紫蓝色、浅黄色）

2． 区分各向同性与各向异性宝石 如：红宝石与红色尖晶石

红宝石和红色尖晶石外观很相似，通过多色性的观察可以将二者有效的区分开来。

红宝石二色性明显；尖晶石各项同性，无多色性。

3． 指导加工：了解宝石的多色性对切磨宝石定向很有帮助。 如红宝石在加工中顶刻面应垂直光轴方向，以便将宝石的最佳颜色通过顶刻面显示出来。

1．观察时采用透射光，光源应为白光或自然光，绝不能用单色光或偏振光。

2．待测样品一定为有色、透明、具有双折射的宝石。

3．待测样品尽量靠近二色镜窗口部位，眼睛紧靠目镜部位进行观察。

4．边观察边转动宝石和二色镜，等轴晶系、非晶质宝石、无色各向异性宝石不显多色性，有色各向异性宝石垂直光轴方向不显多色性。

5．如二色镜窗口出现两种颜色，则证明所测样品为双折射宝石（各向异性）如出现三色性则表明样品为二轴晶宝石。

6．多色性的缺失，不能断定该宝石是各向同性宝石。

7．宝石的两个振动方向与冰洲石棱镜的两个振动方向呈45°角时不显多色性。

8．多色性的强弱与双折射率大小无关。

9．不要将宝石直接放在光源上，某些宝石受热后多色性可能会发生改变。

10．对弱多色性现象应持怀疑态度，如不能肯定测试结果，则应忽略本项测试。