Fabriquées à partir de saphir monocristallin, les fenêtres en saphir sont idéales pour des applications dans des environnements rigoureux tels que les systèmes laser et l'imagerie sous-marine grâce à leur extrême dureté de surface, à leur excellente conductivité thermique, à leur haute constante diélectrique, ainsi qu’à leur résistance aux acides et bases chimiques courants. Le saphir est le deuxième minéral le plus dur après le diamant. Grâce à la solidité structurale du saphir, les fenêtres en saphir peuvent être beaucoup plus fines que d'autres fenêtres ordinaires (K9, JGS1). Sur le plan chimique, le saphir est composé d'oxyde d'aluminium monocristallin (Al2O3), assurant une très bonne transmission de 180 nm à 5500 nm.

La fenêtre en saphir est couramment utilisée dans les applications UV à MIR, avec une capacité de transmission entre le spectre UV et IR allant de 180 nm à 5 µm. Toutefois, en raison de son indice de réfraction élevé de 1.75, il est fréquent d'appliquer un revêtement mince (revêtement antireflet) sur les deux faces dans le but d’améliorer la transmission.