Das Widmanstätten-Muster ist keine Oberflächenfinish: Es ist eine Kristallstruktur, die im Inneren des Meteoriten entsteht, nicht auf seiner Oberfläche. Sie entwickelt sich während der Abkühlung des geschmolzenen Atomkerns eines Asteroiden mit einer geschätzten Geschwindigkeit von nur wenigen Grad Celsius pro Million Jahre. Bei dieser Abkühlungsgeschwindigkeit vermischen sich Eisen und Nickel nicht gleichmäßig: Sie präzipitieren in abwechselnden Lamellen aus zwei unterschiedlichen Legierungen, Kamacit und Täenit, die sich entlang der Oktaederebenen des Kristallgitters orientieren. Das Ergebnis ist eine Kreuzstreifengeometrie, die nur nach dem Schneiden, Polieren und Behandeln mit verdünnter Säure sichtbar wird, die die beiden Phasen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angreift und das Muster hervortreten lässt.
Meteoriten mit diesem Muster gehören zur Klasse der Oktaedrite, der häufigsten unter den Eisenmeteoriter. Zu den in der Uhrmacherei am häufigsten verwendeten gehören der Muonionalusta, gefunden zwischen Finnland und Nordschweden und auf über eine Million Jahre datiert, und der Gibeon aus Namibia. Sie haben leicht unterschiedliche Zusammensetzungen und unterschiedliche Bandbreiten: die des Muonionalusta sind im Allgemeinen feiner. Die Breite der Banden, in der wissenschaftlichen Literatur als Bandwidth oder im Deutschen als Bandbreite bezeichnet, hängt von der ursprünglichen Abkühlungsgeschwindigkeit ab und variiert von Exemplar zu Exemplar, auch innerhalb des gleichen Fundplatzes. Dies ist der Grund, warum jede Meteoriten-Scheibe ein einzigartiges Muster hat.
Die Struktur kann nicht künstlich nachgebildet werden. Jede im Labor hergestellte Eisen-Nickel-Legierung kühlt zu schnell ab: Es entstehen keine orientierten Lamellen, sondern nur zufällige Körner. Wer Zifferblätter mit synthetisch hergestelltem "Widmanstätten-Muster" verkauft, verwendet eine Terminologie, die technisch nicht haltbar ist.
In der Uhrmacherei wird die Meteoriten-Scheibe normalerweise auf eine Dicke von ein bis zwei Millimetern reduziert und dann von Hand veredelt. Das Material ist spröde und anisotrop: Es splittert leicht entlang der Kristallebenen. Einige Hersteller wenden eine Wärmebehandlung an, um durch differentielle Oxidation der beiden Phasen eine blauschwarze Färbung zu entwickeln. Andere verwenden einen transparenten Schutzlack oder eine Silberdampfbeschichtung, um die Oxidation bei der Nutzung zu verlangsamen. Ohne Schutz oxidiert Kamacit schneller als Täenit und das Muster neigt dazu, sich im Laufe der Zeit zu verändern, besonders in feuchter Umgebung.
Mond- und Marsmeteorite zeigen dieses Muster nicht: Sie haben eine Kieselsäure- oder Basaltzusammensetzung und enthalten nicht die Eisen-Nickel-Legierungen, die für die Lamellenentstehung notwendig sind. Widmanstätten ist exklusiv für Eisenmeteorite und Pallasiten, wobei letztere äußerst selten sind und in der Uhrmacherei für Zifferblätter fast nie verwendet werden.