Bernstein gilt als Sammelbezeichung für fossile Harze, also für versteinerte, viele Millionen Jahre alte pflanzliche Saftflüsse. Die chemisch-physikalischen Prozesse, die aus dem klebrigen Harz Bernstein entstehen lassen, sind im Einzelnen noch nicht eindeutig geklärt. Harze werden in den im Holz verlaufenden Harzkanälen abgesondert und von der Pflanze meist auf Grund von Verletzungen ausgeschieden. Am Beispiel der Harzausscheidungen heutiger Bäume sind nur die Anfangsphasen der Bernsteinentstehung gut nachvollziehbar. Chemisch sind Harze Gemische verschiedener organischer Verbindungen und gehören zur Stoffklasse der Terpene. Sie sind im Wasser unlöslich, riechen meist aromatisch und sind anfangs klebrig. An der Luft kann die zähflüssige Harzmasse durch Verlust der leichtflüchtigen Bestandteile relativ schnell verfestigt werden und es folgt eine Polymerisierung mit der Bildung von Kohlenstoffketten. Im Laufe von Jahrmillionen schreitet die Veränderung und Verfestigung des Harzes weiter voran, wobei Fadenmoleküle verknoten und leichtflüchtige Bestandteile allmählich verschwinden. Man kann bei der Bernsteinbildung von einem Reifeprozess sprechen.
Bei manchen tropischen und subtropischen Bäumen kann die Umwandlung von der flüssigen zur festen Phase in wenigen Jahrzehnten vonstatten gehen. Die Übergangsform zwischen Harz und Bernstein wird Kopal genannt.
Baltischer Bernstein kommt in sehr unterschiedlichen Größen vor. Er kann winzig klein (1-2 Millimeter) oder riesig groß sein. Bernsteinstücke über 1 Kilo sind selten und teuer. Das größte Bernsteinexemplar aus dem Baltischen Bernstein ist 47 cm lang und wiegt 9,817 Kilo. Es ist im Naturkundemuseum in Berlin ausgestellt. Das größte Stück in Litauen wird im Bernsteinmuseum von Palanga aufbewahrt. Es wiegt 3,698 Kilo. In der „Bernsteinmuseum-Galerie“ (Šv. Mykolo 8, Vilnius) wiegt das größte Stück fast drei Kilo. Das „Bernsteingalerie-Museum“ in Nida ist stolz auf ein zwei Kilo schweres Stück.
Vielfalt an Farben. Fachleute zählen zirka 250 verschiedene Farbtöne und Farbvariationen des Bernsteins. Plinius der Ältere (23 – 79 vor Christus) schrieb: Es ist möglich, die beliebte Bernsteinfarbe herzustellen, indem der Stein speziell bearbeitet wird. Heutzutage schaffen es Fachleute, die rote Farbe auch künstlich herzustellen. Bei hohen Temperaturen wird durchsichtiger Bernstein rot. Der Bernstein bleibt zwar echt, aber er verliert seine natürlichen Eigenschaften.
Bernstein lädt sich negativ auf. Schon Thales von Milet (7. bis 6. Jahrhundert v. Chr.) schrieb, dass Bernstein elektrisch wird und kleine, leichte Dinge anzieht. Platon verband die Herkunft des Bernsteins mit der Herkunft des Magnets, da beide andere Dinge anziehen. Wenn wir Bernstein an Wolle reiben, lädt er sich elektrostatisch auf und zieht kleinere Papierstücke an, deswegen nannten die Griechen ihn „electron“. Man weiß, dass dieses Wort das Etymon des Wortes „Elektrizität“ ist.
Der Licht-Brechungsindex ist 1,53–1,55. Bernstein spiegelt das Licht am besten, wenn er in der gewölbten Oberfläche bearbeitet ist. Die geometrisch bearbeitete Oberfläche ist nicht so effektiv.
In Roentgen- oder ultraviolettem Licht leuchtet Bernstein gelb oder grün.
Mohs – Härte: 2–2,5; mitunter auch 3.
Spezifisches Gewicht: Der Baltische Bernstein ist leicht. Sein spezifisches Gewicht ist 1,05–1,096 g/cm3. Ein Bernsteinstück wiegt nur die Hälfte, eines ebenso großen Steines. Bernstein schwimmt im Salzwasser. Das spezifische Gewicht von durchsichtigem Bernstein ist 1,1, von weißem Bernstein 0,93–0,96. Weißer Bernstein schwimmt sogar im Süßwasser.
Bernstein brennt kerzenartig mit rußender Flamme und riecht nach Harz.
Bernstein löst sich in keinem Lösungsmittel vollständig. In Methylalkohol lösen sich 20 bis 25% des Bernsteins, in Äther 18 bis 23%, in Azeton ca. 23%, im Chloroform ca. 20%, in Benzol 21%.
Chemische Zusammensetzung: Die Formel C10H16O ist nur eine ungefähre Summenformel, die das Mengelverhältnis der beteiligten Elemente Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) angibt. In Wirklichkeit ist Bernstein ein Gemisch verschiedenster organischer Verbindungen. Nach O. Helm enthält ber Baltische Bernstein 3 bis 8% Succinsäure ().
