Il pattern Widmanstätten non è una finitura: è una struttura cristallina che si forma dentro il meteorite, non sulla sua superficie. Si sviluppa durante il raffreddamento del nucleo fuso di un asteroide, a una velocità stimata di pochi gradi Celsius per milione di anni. A quella velocità, il ferro e il nichel non si mescolano in modo uniforme: precipitano in lamelle alternate di due leghe distinte, la kamacite e la taenite, che si orientano lungo i piani ottaedrici del reticolo cristallino. Il risultato è una geometria a bande incrociate visibile solo dopo che la sezione è stata tagliata, levigata e trattata con acido diluito, che corrode le due fasi a velocità diverse e fa emergere il disegno.
I meteoriti che mostrano questo pattern appartengono alla classe degli octahedrites, la più diffusa tra i meteoriti ferrosi. Tra i più usati in orologeria ci sono il Muonionalusta, trovato tra Finlandia e Svezia settentrionale e datato a oltre un milione di anni, e il Gibeon, dalla Namibia. Hanno composizioni leggermente diverse e larghezze di banda diverse: quelle del Muonionalusta sono generalmente più fini. La larghezza delle bande, chiamata in letteratura scientifica bandwidth o in tedesco Bandbreite, dipende dalla velocità di raffreddamento originale e varia da esemplare a esemplare anche all'interno dello stesso ritrovamento. Questo è il motivo per cui ogni fetta di meteorite ha un disegno irripetibile.
La struttura non può essere replicata artificialmente. Qualsiasi lega ferro-nichel prodotta in laboratorio si raffredda troppo in fretta: non si formano lamelle orientate, solo grani casuali. Chi vende quadranti con pattern "Widmanstätten style" prodotto sinteticamente usa una terminologia che non regge tecnicamente.
In orologeria, la fetta di meteorite viene solitamente ridotta a uno spessore di uno o due millimetri, poi rifinita a mano. Il materiale è fragile e anisotropo: si scheggia facilmente lungo i piani cristallini. Alcuni produttori applicano un trattamento termico per sviluppare una colorazione blu o nera sfruttando l'ossidazione differenziata delle due fasi. Altri usano una lacca protettiva trasparente o un rivestimento in vapore d'argento per rallentare l'ossidazione in uso. Senza protezione, la kamacite ossida più velocemente della taenite e il disegno tende ad alterarsi nel tempo, specialmente in ambienti umidi.
I meteoriti lunari e marziani non mostrano questo pattern: hanno composizione silicea o basaltica e non contengono le leghe ferro-nichel necessarie alla formazione delle lamelle. Il Widmanstätten è esclusivo dei meteoriti ferrosi e delle pallasiti, queste ultime rarissime e quasi mai usate in orologeria per i quadranti.