แมกนีเซียมออกไซด์มักจะปรากฏเป็นสีขาวภายใต้อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน ลักษณะนี้ถูกกำหนดโดยโครงสร้างผลึกและลักษณะการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอน เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวของแมกนีเซียมออกไซด์ แสงส่วนใหญ่ในสเปกตรัมที่มองเห็นจะสะท้อนออกมาอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้ดวงตามนุษย์มองเห็นเป็นสีขาว
จากมุมมองของโครงสร้างผลึกด้วยกล้องจุลทรรศน์ แมกนีเซียมออกไซด์อยู่ในระบบลูกบาศก์คริสตัลซึ่งมีพารามิเตอร์ขัดแตะที่=0.4212 นาโนเมตร โครงสร้างนี้กระเจิงแสงค่อนข้างสม่ำเสมอและไม่ดูดซับความยาวคลื่นเฉพาะใดๆ ภายในช่วงที่มองเห็นได้อย่างมาก ส่งผลให้ได้สีขาว-รายละเอียดซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในหนังสือ 《การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกอนินทรีย์ด่วน
แมกนีเซียมออกไซด์ที่ปรากฏเป็นสีขาวนั้นเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับพันธะเคมี ธรรมชาติของพันธะไอออนิกทำให้การกระจายตัวของเมฆอิเล็กตรอนมีความเสถียร ทำให้อิเล็กตรอนดูดซับพลังงานแสงที่มองเห็นได้ยาก และเกิดการเปลี่ยนผ่านซึ่งจะทำให้สีของแสงเปลี่ยนไป- ซึ่งเป็นคำอธิบายที่สอดคล้องกับทฤษฎีพันธะเวเลนซ์เคมีแบบคลาสสิก การสังเกตการทดลองจะแสดงสีที่แปรผันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับวิธีการเตรียม แม้ว่าสีขาวจะยังคงเป็นสีที่โดดเด่นก็ตาม ตัวอย่างเช่น แมกนีเซียมออกไซด์ที่ผลิตผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูง-จะแสดงความบริสุทธิ์ของความขาวที่สูงกว่า เนื่องจากกระบวนการที่อุณหภูมิสูง-จะสร้างโครงสร้างผลึกที่สม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งช่วยลดผลกระทบของสิ่งเจือปนต่อสีให้เหลือน้อยที่สุด ในด้านวัสดุศาสตร์ แมกนีเซียมออกไซด์มักถูกใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับเม็ดสีขาว ความคงตัวของความขาวที่ดีเยี่ยมและความทึบแสงสูงช่วยเพิ่มความขาวและคุณภาพของเม็ดสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณลักษณะที่เกิดจากความขาวโดยธรรมชาติและความเสถียรทางเคมี ลักษณะสีขาวยังได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติของพื้นผิว-โดยเฉพาะปริมาณและการกระจายของกลุ่มพื้นผิว เช่น ไฮดรอกซิล- ซึ่งส่งผลต่อการสะท้อนแสงและการดูดกลืนแสง อย่างไรก็ตาม วัสดุโดยทั่วไปจะมีการสะท้อนแสงสูงในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ส่งผลให้มีลักษณะเป็นสีขาว ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร "การวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติพื้นผิวของวัสดุด่วน"
การเปลี่ยนแปลงขนาดอนุภาคอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในลักษณะสีขาวได้ เนื่องจากผลกระทบของพื้นผิวและผลกระทบของขนาดควอนตัม แมกนีเซียมออกไซด์-ในระดับนาโนจึงแสดงเฉดสีขาวที่แตกต่างกันเล็กน้อย-ซึ่งมักจะมี-โทนสีขาวอมเทา- เมื่อเปรียบเทียบกับแมกนีเซียมออกไซด์ทั่วไป เนื่องจากลักษณะการกระเจิงของแสงและการดูดกลืนแสงเปลี่ยนแปลงที่ระดับนาโน ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี แมกนีเซียมออกไซด์บริสุทธิ์แทบไม่มีไอออนเจือปนเลย ด้วยเหตุนี้ จึงไม่มีการเปลี่ยนสีที่เกิดจากการดูดซับความยาวคลื่นเฉพาะของแสงที่เกี่ยวข้องกับสิ่งเจือปนดังกล่าว ดังนั้นจึงยังคงรักษาสีขาวไว้- ซึ่งเป็นเหตุผลสำคัญว่าทำไม-ถึงมีความต้องการแมกนีเซียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงในอุตสาหกรรม ในภาคส่วนเซรามิก แมกนีเซียมออกไซด์ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำคัญที่ทำให้ผลิตภัณฑ์เซรามิกมีสีขาวบริสุทธิ์ ผลกระทบนี้ขึ้นอยู่กับความขาวโดยธรรมชาติของวัสดุและการทำงานร่วมกันกับส่วนประกอบอื่นๆ ที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะมีรูปลักษณ์และคุณภาพของสีขาว ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมยังส่งผลต่อสีของแมกนีเซียมออกไซด์ การสัมผัสกับสภาวะชื้นเป็นเวลานานอาจทำให้ดูดซับความชื้นและคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนเล็กน้อย และเกิดปฏิกิริยาเล็กน้อย แม้ว่าโดยทั่วไปจะไม่ส่งผลต่อลักษณะที่ปรากฏเป็นสีขาวในระยะสั้น-การได้รับแสงในระยะยาวอาจทำให้พื้นผิวมีสีเหลืองเล็กน้อย
แมกนีเซียมออกไซด์ที่ปรากฏเป็นสีขาวยังเกี่ยวข้องกับการรบกวนของแสงและปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนอีกด้วย เมื่อแสงส่องลงบนพื้นผิวของอนุภาคแมกนีเซียมออกไซด์เล็กๆ จะเกิดการรบกวนและการเลี้ยวเบน ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ การซ้อนทับของปรากฏการณ์ทางแสงเหล่านี้ทำให้แมกนีเซียมออกไซด์ปรากฏเป็นสีขาวโดยรวม