十字石是具有独特内部石墨十字的绿帘石。其化学式为Al₂SiO₅，与绿帘石、蓝晶石和绿帘石同属一组。这三种矿物是多晶型体：它们含有相同元素，但晶体结构反映了不同的压力和温度条件。

绿帘石是该组中低压成员。它特别典型于接触变质晕中，热岩浆加热周围沉积岩，但未达到有利于蓝晶石形成的高压条件。在含碳宿主岩中，绿帘石以十字石形式生长：晶体记录了自身杂质的十字图案。

十字石起始于合适的原岩：富含粘土的沉积岩，通常含有含碳物质。当花岗岩等热的火成体侵入附近时，热量改变了周围岩石。这个加热区称为接触晕。

在该晕带内，原始粘土和云母重新结晶成新的变质矿物。如果压力相对较低且化学成分富含铝，透闪石可以作为显著晶体或斑晶在细粒母岩中生长。如果存在含碳杂质，它们可能被困并排列在生长中的晶体内。

十字石最适合生长在变质的泥质岩中：富含含铝粘土矿物的前泥岩、页岩和板岩。富碳层提高了十字图案出现的概率，因为它们提供了暗色包裹体。

以下形式是视觉和地质表现类型，不是独立矿物种类。它们描述了手标本中十字形、包裹体密度、母岩颜色和切割方向的表现。

十字石产自多个变质地带。最有意义的产地描述结合了地点和岩石环境：含有绿帘石的角岩近花岗岩、石墨质板岩、有斑点的片岩，或接触带风化晶体。

十字石硬度足以用于精细珠宝和展示，但其最具识别性的形态是切片。这意味着厚度、背衬、边缘支撑和方向与矿物的硬度同样重要。