Cubic zirconia of CZ is de kristallijne door de mens veroorzaakte vorm van zirkoniumdioxide, ZnO2. Zirkoniumdioxide is ook bekend als zirkoniumoxide. Gewoonlijk zou zirkoniumoxide monokliene kristallen vormen. Er wordt een stabilisator (yttriumoxide of calciumoxide) toegevoegd om ervoor te zorgen dat zirkoniumoxide kubische kristallen vormt, vandaar de naam zirconia.
De optische en andere eigenschappen van CZ zijn afhankelijk van het recept dat door de fabrikant wordt gebruikt, dus er is enige mate van variatie tussen zirconia-stenen. Cubic zirconia fluoresceert typisch geelgroen tot goud onder kortegolf ultraviolet licht.
Over het algemeen vertoont CZ meer vuur dan een diamant omdat het een hogere dispersie heeft. Het heeft echter een lagere brekingsindex (2.176) dan die van diamant (2.417). Cubic zirconia is gemakkelijk te onderscheiden van diamant omdat de stenen in wezen onberispelijk zijn, hebben een lagere hardheid (8 op de schaal van Mohs vergeleken met 10 voor diamant), en CZ is ongeveer 1,7 keer zo dicht als diamant. Bovendien is zirconia een thermische isolator, terwijl diamant een uiterst efficiënte warmtegeleider is.
Het gewoonlijk heldere kristal kan worden gedoteerd met zeldzame aarden om gekleurde stenen te produceren. Cerium levert gele, oranje en rode edelstenen op. Chroom produceert groen CZ. Neodymium maakt paarse stenen. Erbium wordt gebruikt voor roze CZ. En titanium wordt toegevoegd om goudgele stenen te maken.