A pérola é formada principalmente de carbonato de cálcio, na forma de aragonita, com rara calcita.
O carbonato responde por 92 % da pérola, sendo os 8% restantes formados de conchiolina (6%) e água (2%).
Esses constituintes depositam-se em camadas concêntricas em torno de um corpo estranho que invade o corpo do molusco e são o resultado de um mecanismo de defesa contra esse invasor. Ao contrário do que geralmente se pensa e se lê, esse corpo estranho geralmente é um verme que perfura a concha e se aloja nas partes moles do molusco, e não um grão de areia.
De dentro para fora, encontra-se normalmente uma camada de conchiolina, escura e delgada, depois uma camada de calcita prismática e por fim a aragonita, em lamelas sobrepostas e paralelas à superfície externa da pérola. Essa seqüência pode aparecer em ordem inversa ou repetir-se.

Pérolas diversas (Foto do livro Gemas do Mundo, de Walter Schumann)

Como é a aragonita quem dá brilho, cor e iridescência, se a camada externa for de conchiolina a pérola será escura e sem valor comercial.
As variações na cor e na forma dependem do tipo de molusco que a produz e também do ambiente em que ele vive. Pérolas de água doce, por exemplo, podem mostrar reflexos metálicos e formato irregular.
A composição química e a estrutura dão às pérolas baixa dureza, baixa resistência química, mas alta resistência a fraturas.

Pérolas cultivadas de várias cores e formas. (Foto extraída do livro Gems and Jewelry, de Joel Arem)