尖晶硅欖石是在 525 至 660 公里（326 至 410 英里）深度的地幔高溫高壓下形成的 Mg2SiO4（硅酸鎂）高壓相。 它還可能含有鐵和氫。 它與橄欖石相鎂橄欖石（硅酸鎂鐵）呈多晶型。

尖晶橄欖石以能夠在其結構中包含氫氧根離子（結合在一起的氧和氫原子）而著稱。 在這種情況下，兩個氫氧根離子通常會代替一個鎂離子和兩個氧離子。

結合它存在于地幔深處的證據，這表明在 410 至 660 公里深的地幔過渡帶中，水量是世界海洋水量的一到三倍。

這種礦物于 1969 年在 Tenham 隕石中首次被發現，據推測在地幔中大量存在。

尖晶橄欖石以澳大利亞地球科學家 Ted Ringwood（1930-1993）的名字命名，他研究了常見地幔礦物橄欖石和輝石在相當于約 600 公里深度的壓力下的多晶相變。

橄欖石、瓦茲利石和尖晶橄欖石是在地球上地幔中發現的多晶型物。 在大于約 660 公里（410 英里）的深度，其他礦物，包括一些具有鈣鈦礦結構的礦物，是穩定的。 這些礦物的特性決定了地幔的許多特性。

尖晶石與鎂橄欖石Mg2SiO4多晶型，呈尖晶石結構。 尖晶石族礦物在具有八面體習性的等距系統中結晶。 橄欖石在上地幔中含量最多，大約在 410 公里（250 英里）以上； 橄欖石多晶型瓦茲利石和尖橄欖石被認為主導著地幔的過渡帶，該區域存在于約 410 至 660 公里的深度。

尖晶橄欖石被認為是地球過渡帶下部最豐富的礦物相。 這種礦物的物理和化學性質部分決定了這些深度的地幔的性質。 尖橄欖石穩定的壓力范圍大約在 18 到 23 GPa 之間。

在許多沖擊球粒隕石中發現了天然尖晶橄欖石，其中尖晶橄欖石以細粒多晶聚集體的形式出現。

天然尖晶橄欖石的鎂含量一般遠高于鐵含量，但可以形成從純鎂端元到純鐵端元的無間隙固溶體系列。 后者最近才在自然樣本中被發現，并被命名為阿倫石，以紀念美國礦物物理學家 Thomas J. Ahrens（1936-2010）。

在隕石中，尖晶橄欖石出現在淬火沖擊熔體的細脈中，切割基質并取代可能在沖擊變質過程中產生的橄欖石。

在地球內部，橄欖石出現在上地幔約 410 公里以下的深度，尖橄欖石被推斷存在于約 520 至 660 公里深度的過渡帶內。 大約 410 公里、520 公里和 660 公里深度處的地震活動不連續性被歸因于涉及橄欖石及其多晶型物的相變。

520 公里深度的不連續性一般認為是由橄欖石多形瓦茲利石（β 相）向尖橄欖石（伽馬相）轉變造成的，而 660 公里深度的不連續性是由尖橄欖石（伽馬相）的相變引起的 ) 到硅酸鹽鈣鈦礦加 magnesiowüstite。

推測過渡帶下半部的尖晶橄欖石在地幔動力學中起著舉足輕重的作用，尖晶橄欖石的塑性被認為是決定這部分地幔物質流動的關鍵。 尖晶橄欖石結合氫氧化物的能力很重要，因為它對流變學有影響。

尖晶橄欖石是在適合過渡區的條件下合成的，含水量高達 2.6%。

由于地球上地幔和下地幔之間的過渡帶有助于控制整個地球的質量和熱量傳輸的規模，因此該區域內水的存在，無論是全球的還是局部的，都可能對地幔流變學產生重大影響，因此 地幔環流。 在俯沖帶，尖橄欖石穩定場具有高水平的地震活動性。

在巴西西部的 Juína 發現的超深鉆石（從很深的地方升起的鉆石）含有尖晶橄欖石內含物——當時xxx已知的天然陸地來源樣本——從而提供了地球中含有大量水作為氫氧化物的證據 的地幔。 這顆長約 5 毫米的寶石是由火山噴發帶出的。 尖晶橄欖石包裹體太小，肉眼無法看到。 后來發現了第二顆這樣的鉆石。

發現地幔儲層含有大約三倍的水，以瓦茲利石和尖橄欖石晶體結構中所含氫氧化物的形式存在，是地球海洋總和的三倍。