Valkenoog is een variant van tijgeroog en ontstaat doordat mineralen onder specifieke omstandigheden groeien en kristalliseren. In het geval van valkenoog is de groei en vorming gerelateerd aan de aanwezigheid van crocidoliet, een vezelachtige variant van amfibool, en kwarts.

Tijdens het vormingsproces komen crocidoliet-vezels in contact met het zich vormende kwarts. Deze vezels worden opgenomen in het groeiende kwarts en vormen een parallelle, vezelachtige structuur binnen het gesteente. Na verloop van tijd en onder de juiste druk- en temperatuuromstandigheden, ondergaat de crocidoliet een transformatie waarbij het wordt vervangen door kwarts. Dit proces staat bekend als pseudomorfisme, waarbij de oorspronkelijke chemische samenstelling wordt behouden maar het mineraal zelf wordt omgezet in een ander mineraal.

Deze vervanging van crocidoliet door kwarts behoudt de vezelachtige structuur en creëert het optische fenomeen dat bekend staat als chatoyancy of het ‘kattenoogeffect’. Wanneer licht op de valkenoogsteen valt, wordt het gebroken en gereflecteerd door de vezelstructuur, wat resulteert in een karakteristieke blauwachtige glans die over het oppervlak lijkt te bewegen.