特徵
天壇硯天壇硯石質紋理縝密，堅潤細膩，柔而不綿，溫潤細膩、堅而不脆、柔而不綿、滑而不溜、鈷而不剛、色如瓊瑤、聲如木魚。色澤晶瑩似碧玉，璀璨如琥珀。研磨墨汁發墨保濕，純淨均勻，宜書宜墨，不損毫端，成硯後發墨酣淋、貯墨不耗、積墨不腐、冬不凍、夏不枯，寫字作畫蟲不蛀，素有“盤墨寶色”之稱，素為歷代書畫家所珍愛，被譽為色如瓊玉、聲似木魚、貴賽琥珀、價勝和璧的硯中佳品。唐代大散文家韓愈《天壇硯銘》載：“儒生高常與予下天壇，中路獲硯石似馬蹄狀，外棱孤聳，內發墨色，幽奇天然，疑神仙遺物，請予銘焉，銘曰：仙馬有靈，跡在於石，棱而宛中，有點墨跡，文字之祥，君家其昌。”明高廉《遵生八箋》：“質之堅潤，琢之圓潤，色之光彩，聲之清冷，體之厚重，藏之完整”均為佐證。
形成
據地質學家考證，屬寒武紀時代，盤谷曾是海灣，後因地殼變動隆起為山脈。海水中大量泥灰沉積物在長期高壓之下逐漸形成今天的硯石。金線、玉帶的主要礦物質成份是綠泥石和方解石，金星墨斑是銀白色絹雲母和黑雲母。即所謂“端石有眼，盤石有線”。清《謝氏硯考》稱：“盤谷，即李願隱居處，產石可為硯，亦具蕉葉，青花玉帶、金線狀，可與新坑端石混”。天壇硯石品分青斑、紅墩、天藍、麥葉綠、柳芽黃、三彩石、瓜子石等十餘品種，尤以青斑、麥葉綠、三彩石、瓜子石為貴。
據史料載，相傳天壇硯創始於唐代開元年間。唐代大散文家韓愈《天壇硯銘》：“儒生高常與予下天壇，中路獲硯石似馬蹄狀，外棱孤聳，內發墨色，幽奇天然疑神仙遺物，請予銘寫。銘曰：仙寫有靈，跡在於石，棱而宛中，有點墨跡，文字之祥，君家其昌”。宋代蘇軾詩云：“石自天壇產出，松煙磨去生香，雖然質樸古雅，卻能細膩風光”。清代大學士紀曉嵐《閱微草堂硯譜》評說：“石出盤渦，閱歲孔多，剛不露骨，柔足任磨，此為內介而外合”。歷代文人墨客對天壇硯都推崇備至。
產地
天壇硯據史料記載，乾隆皇帝讀韓愈《送李願歸盤谷序》時曾對盤谷地名產生疑惑，為考其究，命河南巡撫親到濟源實地考察奏報。當弄清緣由後大有感悟，撰《盤谷考證》以記其事，命工匠刻於盤谷寺後茶壺翕三百米高處摩崖碑上。清《謝氏硯考》中關於盤谷也有記載：“盤谷，即李願隱居處，產石可為硯，亦具蕉葉，青花玉帶、金線狀，可與新坑端石混”。
天壇硯石藏於太行山脈王屋山斷層岩石深處。已發現開採的石坑有盤谷坑、天壇坑、硯山坑、黃龍坑等多處。由於爆破會使硯石震碎，只能以露天揭頂開採為主，在岩層上一層一層進行剝落，即危險又艱難。已開掘採用的硯石有30餘種，上乘的如青斑、紅墩、天藍、麥葉綠、豬肝紅、柳芽黃、焦白、金線玉帶等，子母、三彩、瓜籽石比較少見，被視為硯中珍品。
化學成分
天壇硯石屬於粉砂質泥質岩,其主要的礦物成分為絹雲母、綠泥石、石英、白雲石和黃鐵礦等。據地質學家考證，屬寒武紀時代，盤谷曾是海灣，後因地殼變動隆起為山脈。海水中大量泥灰沉積物在長期高壓之下逐漸形成今天的硯石。金線、玉帶的主要礦物質成份是綠泥石和方解石，金星墨斑是銀白色絹雲母和黑雲母，即所謂“端石有眼，盤石有線”。
設計製作
竹子造型的天壇硯史料記載
《遵生八箋》：“質之堅潤，琢之圓潤，色之光彩，聲之清冷，體之厚重，藏之完整”
清《謝氏硯考》：“盤谷，即李願隱居處，產石可為硯，亦具蕉葉，青花玉帶、金線狀，可與新坑端石混”
宋代蘇軾詩云：“石自天壇產出，松煙磨去生香，雖然質樸古雅，卻能細膩風光”。
