紅寶石和藍寶石均可進行單純的不添加其他化學物質的加熱處理，用於改善紅寶石和藍寶石的顏色，如消除紅寶石的紫色調和藍色色斑，加深無色或淺色藍寶石的顏色，或者改變藍寶石的顏色。加熱處理還可用於消除紅寶石或藍寶石的絲絹光澤或者增强星光紅色、藍寶石的星光現象。紅、藍寶石的熱處理被認為是優化類型。熱處理紅、藍寶石的特徵有：
（1）熔蝕的金紅石針：金紅石針熔蝕的典型特徵是長針狀的晶體被熔斷，形成點狀線、斷續線或者較粗大的晶體被熔蝕成線狀溶滴。
（2）熔蝕的晶體包體：晶體包體的棱角被熔蝕，形成渾圓狀的形態；晶體包體完全熔化後凝固成白色或灰色的球狀體或似球狀體，被稱為“雪球”，是熱處理的標誌性特徵。有些晶體熔融或部分熔融後會在與主晶的接觸面上形成顏色濃集的區域，稱為“色邊”，也是熱處理的典型標誌。
（3）穗邊裂隙：如果晶體包體完全或部分熔化後，部分熔體溢入裂隙，形成環繞熔化的晶體分佈的熔滴環，或者充填到裂隙的其他位置，溢出的熔體還可能在熔化的晶體周圍形成强對比度的空穴，在應力裂隙的最外環，通常形成非常特徵的，呈白色或灰白色的邊沿，如同環礁的形態，故也稱為環礁裂隙。
（4）鋯石暈：由於鋯石具有很高的熔點，在熱處理過程中鋯石包體不受影響，但其所伴隨的應力裂隙有可能會形成環邊裂隙。
（5）水管狀的包裹體：原分佈在裂隙面上孤立狀態的指紋狀包裹體，經加熱後形成連通的彎曲的、同心狀的、象很長的捲曲地散佈在地上的水管狀的包裹體。
（6）色帶和生長帶：熱處理致色的藍寶石其色帶往往具有典型的特徵，例如斯里蘭卡淺色或無色的剛玉加熱後形成藍色，其藍色多集中在邊界模糊色帶和色斑中，而這些色帶和色斑又是由邊緣不清的藍色斑點所組成。熱處理會使生長帶和色帶的邊界擴散，使界線變模糊，甚至變形。
（7）雲霧體：緬甸孟素的紅寶石經加熱後常形成雲霧體，雲霧體由緻密的白色、低反差的、定向排列的，並可形成三維網格的晶體包體所組成，其成分不明，可能是脫水的水鋁礦（γ－Al2O3）。這種雲霧體在天然、未經熱處理的紅、藍寶石中很少見到。
（8）紫外螢光：紫外螢光可作為熱處理的重要特徵。某些熱處理的紅寶石在長波紫外光發正常的紅色螢光，但在短波下，在紅色的螢光之上，迭加白堊色及綠白色或藍白色成分的螢光，形成粉紅色的螢光。
某些熱處理的藍色藍寶石在短波紫外光下發弱的藍白色、綠白色螢光，注意與焰熔法合成的藍色藍寶石相似，但熱處理藍寶石的螢光往往有分帶性，可在顯微鏡下區別。