Chemické složení
Složení většiny olivínů lze vyjádřit v systému Ca2SiO4-Mg2SiO4-Fe2SiO4 (obrázek 1). Nejhojnější olivíny se vyskytují v systému od forsteritu (Mg2SiO4) po fayalit (Fe2SiO4). Většina přirozeně se vyskytujících olivínů je složením mezi těmito dvěma koncovými členy a má obecný vzorec (Mg, Fe) 2SiO4. Členové řady monticellitu (CaMgSiO4) až kirschsteinitu (CaFeSiO4) jsou vzácní. Drobné prvky, jako je hliník, nikl, chrom a bór, mohou v olivinu nahradit.
Název forsterit je omezen na ty druhy, které ne více než 10 procent železa nahrazují hořčík; fayalit (z ostrova Fayal na Azorských ostrovech, kde se předpokládalo, že se vyskytuje v místní vulkanické hornině, ale pravděpodobně byl získán ze strusky přivezené na ostrov jako balast lodi), je omezen na druhy, přičemž železo nenahrazuje více než 10 procent hořčíku. Prostředky mezi těmito koncovými členy řady jsou identifikovány FoxFay, což je vyjádření molárního procenta každé sloučeniny. Například Fo70Fa30 označuje složení olivínu, které je 70 procent forsteritu. Zápis je zkrácen na Fo70.
Kontinuita v řadě forsterit-fayalit byla ověřena experimentálně. Na konci řady tuhých roztoků bohatých na hořčík mohou přírodní krystaly obsahovat velmi malá množství vápníku, niklu a chromu; členy bohaté na železo poblíž druhého konce série mohou obsahovat malé množství manganu a vápníku. Kromě železného železa je krystalická struktura olivínů schopná pojmout i relativně malé množství železitého železa; dendrity (malé rozvětvené krystaly) magnetitu nebo chromitu nalezené orientované s ohledem na nějaký krystalografický směr v těchto olivinách lze připsat exsoluci. Přítomnost relativně velkého množství oxidu železitého v analýzách olivinů však jasně naznačuje buď pokročilý stav oxidace, nebo mechanické začlenění spoluspouštějícího magnetitu při krystalizaci z magmatu.
Kromě řada forsterit-fayalit, existují další kompletní řady tuhých roztoků mezi různými minerály olivinu. Fayalit je rozpustný ve všech poměrech s popelově šedým tephroitem (z řeckého tephrosu, „ashen“), čistým křemičitanem manganičitým (Mn2SiO4); meziproduktem v řadě je knebelit (FeMnSiO4). Tephroit a knebelit pocházejí z ložisek manganu a železné rudy, z metamorfovaných sedimentárních hornin bohatých na mangan a ze strusek.