玉器的质地鉴定主要依靠视觉观察，并结合矿物学和宝石学的检测手段，来确定玉石的矿物种属、化学成分、结晶结构和物理特性。在不破坏原件的前提下，可以通过硬度、比重和折射率的测定来分析玉器的质地。如果古玉有损伤，可以进行少量的无损取样分析，利用红外光谱、X光粉晶和扫描电子显微镜等仪器，观察玉材的光学性质和结构，并测量其晶系。根据宝石学和矿物学的通用概念，玉只包括硬玉和软玉，这两种都是链状硅酸盐矿物，通称为真玉。不属于这个范围的，就是假玉或半玉。中国古代的真玉是软玉，如辽宁阜新查海遗址出土的玉器都是真玉，而马家浜文化的河姆渡遗址出土的玉器都是假玉。
玉器时代的鉴定除了考古发掘品，还需要运用地质地层学和考古类型学的方法，参照有纪年的器物年代，来确定出土玉器的年代序列，认识其演化过程。对于失去了出土地点，无法辨认伴出器物和原生环境的，以及传世的古玉器，都需要进行鉴定和断代。
中国的一些早年出土的玉器，由于流传至今，已经和传世品等同了。近年来的学者依据考古新发现的资料，选择出土地点和时代明确的标准器为尺度，找出一些传世古玉器与上述标准器在形制、花纹上的相似性，从而归纳出某些古玉的地域性，重新找出正确的时空地点，这种鉴定断代方法已为研究者所采用。各级博物馆和文物收藏单位，对玉器藏品都要进行断代、辨伪、建档和定级。
考古学界、文博部门鉴别真伪古玉器并确定其年代归属，大致通过以下途径：
1. 掌握时代风尚和作品风格。选择考古发掘品作为标准器，有助于解决传世品断代。在无发掘品可以对比时，长期累积目鉴经验，掌握玉器各个时代的风格和发展演变脉络。
2. 从工艺上着眼。因雕工与工具及工匠的师承习惯有关，最易于无意中透露出时代风格。如：新石器时代玉璧、玉琮，孔为两面钻，对接处微有偏移，形成台痕。
3. 与同时代其他工艺品对比。时代风格贯穿到同时期各个工艺部门，相互之间存在借鉴、交流、吸收、融合的地方很多。
4. 从文献中求得补证。例如研究汉代从葬玉衣，从其渊源，春秋战国时代的缀玉面幕，发展到两汉的金镂玉衣，银镂玉衣，铜镂玉衣，直至玉衣的消亡，魏文帝禁止“珠襦玉匣”从葬，都找到了文献依据。
5. 微观细部特征和变化。老一辈鉴定家在这方面都有许多过人之处，他们对各个玉器品类细部的变化都了如指掌，如对龙纹、螭纹的造形和纹饰，对玉璧、玉剑饰、玉人物形象等都做过深入细致的研究。
6. 留心甄别仿古做假。这有赖于掌握各时代真器的特征，认真分析比较，找出疑点。伪器必然在某些方面露出破绽，尤其是后人仿制古玉，是可以鉴别出来的。
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