陕西西安铅玻璃的组成式为：RmOn-PbO-SiO2（B2O3）。式中SiO2（B2O3），即氧化硅（氧化硼），称网络形成物，是构成玻璃网络结构的基本单元。RmOn，代表碱、碱土、稀土金属的金属氧化物，是使玻璃网络结构发生变化、达到调整特性的网络修改物。PbO，即氧化铅，为特征成分，赋予玻璃基本特性。随PbO含量的增加，玻璃的密度、折射率、色散、介电常数、对X射线和γ射线吸收系数等性能指标值增加；其硬度、高温粘度、软化温度、化学稳定性等指标值降低；致使玻璃成型料性变长、着色剂色彩鲜艳、表面光泽增加、敲击声清脆。

在玻璃中添加氧化铅会提高其折射率，并降低其工作温度和粘度。陕西西安铅玻璃的引人注目的光学特性归因于高含量的重金属铅。铅的高原子数也提高了材料的密度，因为铅的原子量非常高，为207.2，而钙的原子量为40.08。苏打玻璃的密度为2.4 g / cm 3（39 g / in 3）或以下，而典型的铅晶体的密度约为3.1 g / cm 3（51 g / in 3），高铅玻璃可以超过4.0克/厘米3（66克/英寸3）或什至高达5.9 g / cm 3（97 g / in 3）。陕西西安铅玻璃的亮度取决于铅含量引起的高折射率。普通玻璃的折射率为n ＝ 1.5，而添加铅则产生的范围高达1.7或1.8。这种增加的折射率还与色散的增加相关，色散可以测量介质将光分离成其组分光谱的程度，例如在棱镜中。晶体切割技术利用这些特性，在每个切割面反射并透射光通过对象时，创造出绚丽的闪光效果。高折射率对于镜片制造很有用，因为焦距可以用更薄的镜头实现。但是，如果要消色差，则必须通过透镜系统的其他组件来校正色散。